計算機硬件-CPU

前言

文章將介紹 DIE 的誕生過程,同時引入幾個問題,多DIE與多core兩個方案的對比 ,還介紹了DIE的良率影響因素

製造過程

	製造過程主要讓大家知道知道CPU 中 DIE 的過程,中間難免有部分略過的細節 , 有興趣的同學參考參考資料章節。文中圖片主要來自參考文章 ,非原創, 侵刪

步驟一 : 沙子

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步驟二 : 熔融硅

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步驟三 : 單晶硅錠

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步驟四 : 切片和切丁

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步驟五 : 晶圓

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步驟六 : 應用光刻膠

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步驟七 : 暴露芯片

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光刻膠塗層暴露在紫外線 (UV) 光下。該工藝步驟引發的化學反應類似於您按下快門按鈕時膠片相機中的膠片材料所發生的反應。暴露在紫外線下的光刻膠表面會變得可溶。在此工藝步驟中,使用像模板一樣的掩模來完成曝光。當與紫外線一起使用時,掩模會在微處理器的每一層上創建各種電路圖案。鏡頭(中間)縮小了蒙版的圖像。因此,印刷在晶圓上的線性通常比掩模圖案小四倍。

步驟八 : 暴露

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步驟九 : 洗掉光刻膠

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步驟十 : 蝕刻芯片

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經過好多步驟

後面的步驟就是形成電路的過程 , 這一塊略過 ,(哈哈~主要是自己懶 ,不想搬運圖片了) , 最終會形成如下 :

晶圓切片
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剔除晶圓中有缺陷的DIE
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獨立的DIE

這是在上一步(切片)中切出的單個模具。此處顯示的芯片是 Intel Core i7 處理器的芯片。
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包裝

基板、芯片和散熱器放在一起形成一個完整的處理器。綠色基板爲處理器構建了電氣和機械接口,以便與 PC 系統的其餘部分進行交互。銀色散熱器是一個熱界面,將在其中放置冷卻解決方案。這將使處理器在運行期間保持涼爽。
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包裝之後後面會進行CPU 的測試 , 這裏就不再詳細闡述了.

DIE 相關知識

CPU 和 CORE DIE 的關係

(物理)處理器內核(CORE)是一個獨立的執行單元,可以與其他內核並行運行一個程序線程。

處理器芯片(DIE)是一塊連續的半導體材料(通常是硅)。一個芯片可以包含任意數量的內核。英特爾產品線最多可提供 15 個。處理器芯片是構成 CPU 的晶體管實際所在的地方。

例如,雙核處理器是一種處理器封裝,內部有兩個物理內核。它可以在一個模具或兩個模具上。通常,第一代多核處理器在單個封裝上使用多個芯片,而現代設計將它們放在同一個芯片上,這提供了能夠共享芯片緩存等優勢。

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我們也可以從上面的圖片中看出 DIE 不僅包括 CORE , 還有其他東西, 共同組成了 DIE

DIE 的良率影響因素

CPU製程不變的情況下,堆砌內核必定造成CPU核心Die尺寸的增大,而其對於產品的良率有極大的影響。產品的良率影響到產品的價格,誰也不想看到自己的錢包縮水。
我們都知道DIE來自於wafer ,假如在相同的 wafer下, die 越小那麼可以知道 wafer 的利用率就越高,同時越小良率會更高。
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該圖中黑色斑點即爲不良品。
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也就是說只要我的DIE 做的足夠小那麼良率就更高。
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引出思考

多核 CPU 和多個 CPU 有何區別?

相當於一個是隻有少數或是一個DIE ,但是裏面的CORE數量多, 但是另外一個是多個DIE,但是裏面的CORE 少,這樣後者就可以利用堆DIE來等同於前者的性能。

兩者的區別在 : 多核CPU性能最好,但成本最高 ; 多CPU成本小,但是性能相對較差。 詳見分析見 : 多核 CPU 和多個 CPU 有何區別?

其他

CPU 製程

	原文鏈接:https://blog.csdn.net/shizheng_Li/article/details/89672701

7nm工藝指的是cpu的製作工藝。深入來講,cpu集成了億級的晶體管,這種晶體管是由三個極組成的,其中一個叫做柵極,這裏的7nm指的就是晶體管中柵極的寬度,學名叫做柵長。納米數越小,比如從10nm到 7nm,同樣的cpu上就可以集成更多的晶體管。目前,各大廠商目前只有臺積電一家能夠量產。

參考文章

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