Trang chủ » Tư vấn »Bảo Trì Máy Tính - Mạng LAN» Sự chế tạo Bộ xử lý

Ngày tạo: 25/04/2015

Sự chế tạo Bộ xử lý



Các bộ xứ lý đầu tiên được chế tạo từ silic, nguyên tố phổ biến thứ hai trên hành tinh này (nguyên tố oxy là phổ biến nhất). Silic là phần cơ bản tạo nên cát ớ bãi biển; Tuy nhiên không phải dưới dạng cát mà được sử dụng làm nên con chip.

- bao tri may tinh hcm
- dịch vụ bảo trì máy tính

Cách mà silic hình thành con chip là quá trình dài bắt đầu bằng lọc lấy tinh thể silic nhờ vào phương pháp Czochralski (tên của nhà phát minh ra phương pháp này). Trong phương pháp này, lò hồ quang điện sẽ chuyển đổi nguyên luyện thô (chủ yếu là các đá thạch anh) thành silic luyện kim cấp. Sau đó để loại bỏ những tạp chất còn lại, silic sẽ được chuyển sang một dạng chất lỏng đem chưng cất và tái trầm tích thành các que bán dẫn với độ tinh khiết 99.999999%. Các que bán dẫn này bị làm vỡ thành từng khúc và được xếp vào nồi nấu thạch anh, xong cho vào lò luyện tinh thể. Các khối silic này nóng chảy ở nhiệt độ hơn 2,500° F (Fahrenheit). Để ngăn ngừa những tạp chất, các lò này thường được đặt trên những khối vuông bê tông dày thông thường ở tỉnh trạng treo để ngăn ngừa những chấn động có thể gây nguy hại đến hình dạng tinh thể.

Sau khi silic bị nấu chảy, một tinh thể mầm nhỏ được đưa vào silic đang nóng chảy và được quay chầm chậm (xem hình 3.4). Ngay khi mầm tinh thể này được đấy ra khỏi silic nóng chảy, một số silic dính vào và khó giống dạng kiến trúc của tinh thể mầm. Một cách thận trọng điều khiển tốc độ đẩy (10 - 40 milimét một giờ) và nhiệt độ (ước độ 2,500°F), những tinh thể mọc với một cái cổ hẹp sau đó mở rộng đến đường kính lập định. Tùy thuộc vào con chip được làm mỗi thỏi có đường kính 200mm (ước khoảng 8"’) hay 300mm (12”) và dài hơn 5 feet, cân nặng hàng trăm pound.



Hình 3.4 Phát triển một thỏi silic ròng ở lò áp suất cao, nhiệt độ cao

Sau đó mỗi thỏi được hoàn thiện thành một thỏi hình trụ đường kính 200mm hay 300mm với một vết cắt phẳng nhỏ ở một mặt cho sự định vị và tay cầm. Kế tiếp mỗi thỏi được cát thành hàng ngàn miếng tròn mỏng tang (wafer) bởi lưỡi cưa bằng kim cương có độ chính xác cao, mỗi miếng này đày dưới lmm. Xong chúng được đánh bóng bề mặt như gương để sẵn sàng cho việc in dấu vào. Một miếng tinh thể đã hoàn tất với con chip được in dấu được thể hiện trong hình 3.5.



Hình 3.5 Miếng tinh thể 200mm (8”) chứa 177 nhân bộ xử lý Pentium 4 Northwood (0.13 - micron) đầy đủ

Những con chip được chế tạo từ những miếng tinh thể này bằng tiến trình kỹ thuật in ảnh (photolithography). Qua tiến trình này những bóng bán dẫn, mạch, đường dẫn tín hiệu được tạo trong miếng bán dẫn bằng cách đặt những lớp vật liệu khác nhau lên con chip, lớp này sau lớp kia. Một bóng bán dẫn hay mạch ngắt được dựng ở nơi hai mạch cụ thể giao nhau.

Tiến trình kỹ thuật in ảnh photolithography bắt đầu khi lớp bảo vệ silic dioxide được phủ lên miếng silic thông qua tiến trình lắng đọng hơi. Kế tiếp phù thêm lớp cản quang và một ánh thuộc lớp của con chip được chiếu qua mặt nạ lên bề mặt nhạy cảm ánh sáng.

Doping là một thuật ngữ để diễn tà những tạp hóa chất đồ lên miếng silic (không phải là chất dẫn) tạo nên một chất liệu với tính chất bán dẫn. Máy chiếu dùng mặt nạ đặc biệt, là âm bản lớp của con chip được khắc chrome lên miếng thạch anh. Một bộ xử lý hiện đại có 20 hoặc nhiều hơn lớp vật liệu lắng và được khắc từng phần (mỗi mặt nạ là một phần) và đặt lên tới sáu hay nhiều lớp kết nối kim loại.

Ngay khi ánh sáng xuyên qua mặt nạ, tia sáng tập trung trên bề mặt miếng silic, làm khô chất cản quang tương ứng với hình ảnh lớp của con chip. Mỗi hình ảnh riêng lẻ của con chip gọi là khuôn (die). Một thiết bị gọi là stepper dùng di chuyển chậm miếng silic, một mặt nạ giống nhau được dùng để in khuôn chip khác, miếng này kế tiếp ngay miếng kia. Sau khi toàn bộ miếng silic đã được in lên lớp chất liệu và cản quang, một phương pháp cẩn thận rửa làm sạch bề mặt nơi mà ánh sáng dọi vào lớp cản quang để lại các nét của các yếu tố mạch chip riêng biệt và các đường dẫn. Kế tiếp một lớp vật liệu bán dẫn được đặt lên miếng silic với nhiều chất cản quang phía trên. Lớp mặt nạ kế được dùng để phơi và khắc lớp kế tiếp của mạch. Sử dụng phương pháp này, những lớp và thành phần của mỗi chip được tạo thành, lớp này đến lớp kia cho đến khi những con chip hoàn tất (xem hình 3.5).

Một số mặt nạ được thêm những lớp bọc kim loại là những kết nối kim loại trong được dùng để gắn các bóng bán dẫn và các thành phần khác với nhau. Một số con chip cũ dùng lớp kết nối nhôm mặc dầu năm 2002 nhiều chip lớp kết nối đã chuyển qua đồng. Đầu tiên là chip xử lý 0.18-micron Athlon sản xuất tại Dresden Fab cùa AMD. Intel cũng chuyển đổi Pentium 4 qua đồng với phiên bàn 0.13 micron. Đồng là chất dẫn tốt hơn nhôm và cho phép lớp kết nối nhỏ hơn với ít điện trở, nghĩa là chip được làm nhỏ hơn và tốc độ nhanh hơn. Lý do mà đồng không được sử dụng ban đầu là do có vấn đề gặm mòn trong quá trình sản xuất mà nhôm thì không bị. Khi vấn đề được giải quyết, nhiều con chip được chế tạo với lớp kết nối đồng.

Ghi chú :

Các chip Pentium III và Celeron với khuôn “ Coppermine " (tên mã cho khuôn 0.18-micron được sử dụng ở những con chip này) dùng các lớp kết nối kim loại nhôm không phải đồng như nhiều người giả đoán. Thực tế, tên con chip không liên quan gì đến kim loại; thay vì vậy tên mã xuất phát từ Coppermine River ở Northwest Territory của Canada. Intel có niềm ham thích dùng các tên mã bằng tên các sông (và đôi khi, những tính năng địa lý khác), đặc biệt những tên trong vùng tây bắc của lục địa Bắc Mỹ.

Một công nghệ khác được sử dụng trong sản xuất chip được gọi là silic trên chất cách ly (SOI: Silic On Insulator). SOI dùng chất nền vi mạch silic- chất cách ly - silic được xếp theo lớp để làm giảm điện dung thiết bị đi theo, do vậy giảm sự dò ri điện và cải thiện tốc độ. Cụ thề, AMD dùng SOI cho nhiều bộ xử lý của họ từ năm 2001.


Một miếng silic hoàn tất có nhiều chip được in trên nó như có thể. Bởi vì mỗi chip thường là hình vuông hay hình chữ nhật nên có phần không được sử dụng tại những gờ cùa miếng silic, nhưng mỗi bước thử nghiệm đều cố gắng để sử dụng được từng milimét vuông bề mặt.

Công nghệ phát triển thông qua vài thời kỳ chuyển tiếp trong chế tạo con chip. Khuynh hướng trong công nghệ sử dụng cả hai: những miếng silic lớn hơn và quy trình sản xuất nhỏ hơn. Quy trình ở đây chỉ ra kích cỡ và không gian đường của các mạch đơn, các bóng bán dần trên con chip, trong khi kích cỡ miếng silic cho biết đường kính của các miếng trên đó các con chip được in dấu.

Vào năm 2002 sàn xuất chip đưa các miếng silic đường kính từ 200mm (8”) lên đến 300mm (12"). Những miếng silic 300mm cho phép tăng gấp đôi số lượng chip được thực hiện so với miếng silic 200mm. Thêm nữa sự chuyển dịch đến các quy trình nhỏ hơn và nhỏ hơn nữa cho phép nhiều bóng bán dẫn được kết hợp vào khuôn chip.

Như một ví dụ của điều này có thể tác động đến một chip riêng biệt như thế nào, hãy xem Pentium 4. Các miếng vi mạch (wafer) dùng cho Pentium 4 giới thiệu vào tháng 10 năm 2000 có đường kính 200mm (8"), cho một diện tích 31,416 milimét vuông. Phiên bản đầu tiên của Pentium 4 dùng nhân Willamette, với 42 triệu bóng bán dẫn được xây dựng trên quy trình 0.18-micron dùng các lớp kết nối nhôm, cỏ khuôn diện tích 217 milimét vuông. Sau khi tính đến không gian khuôn và sự mất một phần khuôn quanh các rìa, lên tới 101 khuôn đầy đủ được in dấu trên một miếng 200mm (8").

Vào tháng ! năm 2002 Intel bắt đầu sản xuất các bộ xử lý Pentium 4 dùng nhân Northvvood, với 55 triệu bóng bán dẫn được xây dựng trên quy trình 0.13 micron dùng các lớp kết nối đồng, có khuôn diện tích 131 milimét vuông. Northvvood có gấp đôi bộ nhớ đệm 1.2 (512KB với 256KB) so với Willamette, là lý do số bóng bán dẫn cao hơn. Mặc dù với nhiều bóng bán dẫn, quy trình 0.13 micron dẫn đến một khuôn nhó hơn 60%, cho phép lên tới 177 khuôn đầy đủ vừa vặn trong miếng 200mm (8") (xem hình 3.5).

Sau đó năm 2002 Intel bắt đầu sản xuất các chip Northwood trên các miếng 300mm (12"), có diện tích bề mặt 70,686 milimỏt vuông. Điều này gấp 2.25 diện tích bề mặt miếng 200mm (8"), cho phép nhiều hơn gấp đôi số chip cho mỗi miếng silic. Trong trường hợp cùa Pentium 4 Nortlnvood, lên tới 449 khuôn đầy đủ được in dấu trên một miếng 300mm. Kết hợp sự thay đổi Nortlnvood nhỏ hơn với sự sử dụng các miếng 300mm lớn hơn, năm 2002 Intel sản xuất gấn 4.5 lần các chip Pentium 4 cho mỗi miếng hơn lúc Pentium đầu tiên được sản xuất.

Công nghiệp bắt đầu chuyển động đến quy trình 90 nanometer (0.09-micron) năm 2004, 65 nanometer năm 2006 và 45 nanometer năm 2008. Chuyến dịch mới nhất là đến 32 nanometer năm 2010, cho phép các bộ xử lý với (giữa) 1 đến 2 tỉ bóng bán dẫn được sản xuất.

Những cái này được thực hiện trên các miếng vi mạch 300mm do chuyển dịch miếng kế tiếp không xảy ra cho đến năm 2014, khi đó chuyển dịch tới miếng vi mạch 450mm sẽ có thể xảy ra.

Bảng 3.11 thể hiện quy trình sản xuất CPU và các chuyển dịch kích cỡ miếng silic trong 30 năm từ khi bộ xử lý được ra mắt đầu tiên (1971-2001). Bàng 3.12 thể hiện cuộc cách mạng tiếp tục của sự chuyển dịch từ 2002 đến nay và tất cả phương cách đến năm 2022, bao gồm nhiều chuyển dịch tương lai được lên kế hoạch.

Bảng 3.11. Các dịch chuyển kích cỡ Quy trình/Miếng CPU từ 1971 đến 2001

Năm 111

1971

1974

1976

1982

1989

Mfg. Process (microns)

10μm

6μm

3μm

1.5μm

l.Oμm

Mfg. Process (nanometers)

10,000nm

6,000nm

3,000nm

1,500nm

1.000nm

Wafer Size (millimeters)μμμ

50.8mm

76.2mm

100mm

100mm

150mm

Wafer Size (inches)

2 in

3 in

4 in

4 in

6 in


Intel đầu tiên dùng các miếng vi mạch I50mm (6 inch) năm 1983 và 200mm (8 inch) năm 1993

Bảng 3.12. Các dịch chuyển kích cỡ Quy trình/Miếng CPU tử 2002 đến 2022

1992

1994

1995

I'M 7

1999

2001

0.8μm

0.6μm

0.35μm

0.25μm

0.18μm

0.13μm

800nm

600nm

350nm

250nm

180nm

130nm

200mm

200mm

200mm

200mm

200mm

200nun

6 in

8 in

8 in

8in

8 in

8 in



Intel đầu tiên dùng các miếng vi mạch 300mm (12 inch) năm 2002.

Nhận xét thấy không phải tất cả mọi con chip trên miếng silic đều tốt, đặc biệt khi dòng sàn phẩm mới bắt đầu. Như tiến trình sán xuất cho chip có sẵn hay dòng sản phẩm hoàn hào, thật nhiều con chip tốt. Tỷ lệ chip tốt với chip xấu trên miếng silic gọi là yield. Yield tốt thường dưới 50% khi một chip mới bắt đầu cho sản phẩm; tuy vậy tới cuối dòng chip yield thông thường trong hạn mức 90%. Phần lớn nhà sản xuất chip bảo vệ chỉ số yield của họ và giữ bí mật về chúng bởi vì vấn đề về yield là một khía cạnh của kinh doanh. Một yield thấp gây ra hai vấn đề: giá thành cho chip và các trì hoãn đơn hàng giao cho khách hàng. Nếu công ty nắm được yield của đối thủ thì có thể định giá và tiến trình sản phẩm để nắm thị phần cao hơn tại thời điểm quyết định.

Sau khi miếng silic hoàn tất, một kiểm tra bắt buộc cho mỗi con chip trên miếng silic và đánh dấu con không đạt yêu cầu sau đó bị loại ra. Kế tiếp những con chip bị cắt rời khỏi miếng silic bằng tia laser năng lượng cao hay băng lưỡi cưa kim cương.

Những khuôn chip đơn này được kiểm tra lại. đóng gói và kiểm tra lại lần nữa. Quy trình đóng gói cũng được coi là như trạng thái gắn chặt (bonding) bởi vì khuôn được đặt trong khuôn chip trong đó một thiết bị đặc biệt được kết với các dây vàng ròng nằm giữa khuôn và những chân trên con chip. Một gói là một hộp chứa khuôn chip, cần thiết được niêm phong.

Sau khi những con chip được kết và đóng gói, kiểm tra cuối cùng được thực hiện để xem xét chức năng chính xác và đánh giá tốc độ. Những con chip khác nhau trong cùng một mẻ thường chạy ở những tốc độ khác nhau. Kiểm tra đặc biệt xác định chạy mỗi chip ở áp lực, nhiệt độ, tốc độ khác nhau, tìm ra điểm dừng hoạt động của con chip. Tại điểm này. tốc độ tối đa được ghi nhận và những con chip cùng tốc độ được phân loại thành một nhóm.

2002

2004

2006

2008

2010

0.1 Зμm

0.09μт

0.065μm

0.045μm

0.032μm

130nm

90nm

65nm

45nm

32nm

300mm

300mm

300mm

300mm

300mm

12 in

12 in

4 in

4 in

5 in


2012

2014

2016

2018

2020

2022

0.022μm

0.016μm

0.011 μm

0.008μm

О.ООбμm

0.004μm

22nm

16nm

11nm

8nm

6nm

4nm

300mm

450mm

450mm

450mm

450mm

450mm

12 in

18 in

18 in

18 in

18 in

18 in


Một điều thú vị là ngay khi Nhà sản xuất tăng kinh nghiệm và hoàn chỉnh dây chuyền lắp ráp chip cụ thể thì yield cùa dòng tốc độ cao tăng lên. Vậy nên tất cả những con chip dược sản xuất từ những miếng silic, có lẽ hơn 75% chạy được ở tốc độ cao và chỉ 25% hay ít hơn hay tốc độ thấp hơn. Sự nghịch lý là Intel thường bán rất nhiều những con chip tốc độ thấp hơn và giá thấp hơn, nên họ đưa vào nhóm những con chip nhanh hơn, dán nhãn như những con chip tốc độ thấp và bán chúng như những con chip tốc độ thấp. Mọi người bắt đầu khám phá ra nhiều con chip tốc độ thấp thực sự chạy ở tốc độ cao hơn và việc chính vượt xung bắt đầu.

Bộ xử lý dán nhãn lại

Một vấn đề thú vị khởi sinh: một số người bán không đạo đức bắt đầu dán nhãn lại những con chip tốc độ thấp và bán chúng như thể chúng là những phiên bàn chạy nhanh hơn. Thường thì giá chênh lệch đáng kể, hàng trăm đô la, nêp bàng cách thay đổi vài số trên con chip, các lợi nhuận tiềm năng là lớn. Bởi vì phần lớn bộ xử lý Intel và AMD được sản xuất với mức an toàn cao nghĩa là chúng cụ thể chạy vượt tốc độ được đánh giá, những con chip dán nhãn lại dường như hoạt động tốt trong phần lớn trường hợp. Và chỉ một số trường hợp chúng hoạt động không tốt và hệ thống bị hư hay treo định kỳ.

Ban đầu, những con chip dán nhãn này chi là trường hợp lấy những số cũ và đóng lại những con số mới. Dầu vậy, những con số này dễ dàng bị phát hiện. Những nhà làm nhãn lại đành phải dùng những kỹ thuật giả mạo tinh vi, thực hiện những nhãn mác làm lại khó phát hiện. Loại làm lại nhãn này là một dạng của tội phạm có tổ chức, không chỉ là một số trò đùa với giấy nhám và tẩy tem.

Intel và AMD có biện pháp ngăn chặn một số trường hợp dán nhãn lại bằng cách khóa hệ số nhân trên phần lớn con chip của họ từ cuối những năm 90, ngoại trừ các kiểu được thiết kế cho thị trường người say mê. Điều này thường thực hiện ở quy trình sản xuất nơi những con chip được biến đổi một cách cố ý nên chúng không thể chạy ở tốc độ cao hơn tốc độ hiện có. Thường điều này liên quan đến sự thay đổi bó chân tần số bus (BF- Bus Frequency) hay các dấu vết trên con chip, điều khiển hệ số nhân của con chip. Lúc đó nhiều người sợ rằng việc khóa hệ số nhân sẽ đặt dấu chấm hết cho những người thích “vượt xung” nhưng điều đó không xảy ra. Một số người mạnh dạn tìm những cách đẩy tốc độ bus trên bo mạch chủ cao hơn bình thường, mặc dầu bộ xử lý không cho phép hệ số nhân cao hơn, nó vẫn có thể chạy ở tốc độ cao 1 thiết kế bởi đạt tới tốc độ bus bộ xử lý.


Các bộ xử lý socket ngày nay thì phần nhiều miễn trừ với làm nhãn lại, nhưng nó vẫn có, đặc biệt bởi vì bằng chứng được dấu dưới thiết bị giải nhiệt (heatsink). Để bảo vệ từ việc mua chip giá mạo, hãy xác định các số đặc điềm kỹ thuật và số serial với Intel và AMD trước mua. Cũng cảnh giác nơi bạn mua phần cứng. Các trang bán đấu giá trực tuyến và các khu : thị trường trưng bày/chợ trời máy tính có thể là một lò của loại hoạt động này. Cuối cùng, tôi đề nghị chỉ mua các phiên bản “được đóng hộp” hay đóng gói bán lẻ bộ xử lý Intel và AMD, hơn là các phiên bản OEM thô. Các phiên bản được đóng hộp được bọc chặt và có bộ tản nhiệt chất lượng cao, tài liệu, bảo hành 3 năm với nhà sản xuất.

Kiểu đóng gói dạng chân cắm - PGA

Các thay đổi của sản phẩm chip lưới bỏ mạng chân (PGA: Pin Grid Array) trở nên thông dụng qua nhiều năm. Bắt đầu với bộ xử lý 286 năm 1980 và kéo dài cho đến hôm nay, mặc dù không phải là tất cả thiết kế CPU. Tên PGA lấy từ thực tế là con chip có lưới mạng giống hệ thống bó chân (pin) trên bề đáy của CPU. Những chip PGA được chèn vào những socket, thường là thiết kế ZIF (zero insertion force). Một ZIF socket là một đòn bẩy cho phép sự lắp hay di chuyền dễ dàng con chip.

Phần lớn bộ xử lý Pentium dùng sự đa dạng trên PGA thông thường được gọi là mạng lưới bó chân so le (SPGA: staggered pin grid array) trong đó bó chân được xếp so le ở mặt dưới của 1chip hơn là hàng dọc ngang tiêu chuẩn. Điều này được thực hiện để di chuyển các chân gần nhau hơn và làm giảm kích cỡ tổng thể con chip khi số lượng lớn chân được yêu cầu. Hình 3.6 giới thiệu con Pentium Pro với SPGA model đôi (bên phải) kế bên con Pentium 66 với PGA thông thường. Chú ý rằng nửa phải của con Pentium Pro có những chân thêm được xếp so le trong số các hàng dọc ngang khác.


Hình 3.6 PGA trên Pentium 66 (bên trái) và SPGA trên Pentium Pro (bên phải).

Khác biệt của PGA cũ hơn là có khuôn bộ xử lý đặt trên lỗ hổng phía dưới bộ nền với bề mặt trên ngừa lên nếu xoay con chip úp lại. Khuôn được gắn các bó chân vào gói chip với hàng trăm dây vàng ròng nhỏ liên kết với sự kết nối tại cạnh con chip với kết nối phía trong gói chip. Sau khi gắn chặt bó chân, lỗ hổng được niêm bằng miếng kim loại. Đó là phương pháp sản xuất đất tiền và tốn thời gian, nhưng rẻ hơn và hiệu quả hơn phương pháp đóng gói.

Phần lớn các con chip hiện đại được xây dựng trên hình thức mạng lưới bó chân chip lật (FC-PGA: Flip- chip pin grid array). Loại này cũng được cắm vào socket PGA, nhưng cách thức sản xuất này đơn giản cực kỳ. Với FC-PGA khuôn silic thô được đặt trên úp mặt lên bề mặt nền chip, thay vì gắn bó chân, sự kết nối được tạo bởi những chỗ hàn nhỏ quanh chu vi khuôn. Kế tiếp cạnh được niêm bởi đường chi cầu oxy. Với phiên bản đầu của FC-PGA ta có thể thấy mặt sau của khuôn thô đặt trên con chip.

Nhưng có một số vấn đề khi đặt thiết bị giải nhiệt lên con chip FC-PGA. Thiết bị giải nhiệt đặt trên mặt khuôn như một cái bệ. Nếu nhấn mạnh lên một cạnh của thiết bị giải nhiệt trong quá trình cài đặt nguy cơ gãy khuôn silic và làm hư con chip. Điều này đặc biệt trờ thành một sự cố khi bộ tản nhiệt lớn hơn, nặng hơn và lực của kẹp giữ lớn hơn.

AMD giảm nguy cơ hư hại bằng cách thêm miếng đệm cao su tại mỗi góc của nền chip cho Athlon XP, ngăn ngừa thiết bị giải nhiệt nghiêng đi trong suốt quá trình lắp đặt. Nhưng những miếng hãm này có thể ép xuống gây ra gãy khuôn.

Intel sửa lại đóng gói của họ với phiên bản FC - PGA 2 mới hơn cho Pentium III và tất cả Pentium 4. Nó kết hợp mỏm kim loại bảo vệ, gắn với phần tản nhiệt (heat spreader), bào vệ CPU khói hư hỏng khi lắp thiết bị giải nhiệt vào. Con CPU đầu tiên dùng phần tản nhiệt là dòng bộ xứ lý K.6 của AMD.

Tất cá bộ xử lý Intel từ Pentium 4, và bộ xử lý AMD từ Athlon 64 dùng một thiết kế thiết bị tàn nhiệt trên khuôn bộ xử lý, cho phép các bộ tản nhiệt lớn hơn, nặng hơn được lắp đặt mà không có bất kỳ tổn hại tiềm tàng nào đối với nhân bộ xử lý.

Các hướng đóng gói tương lai dùng đóng gói BBUL (bumpless build-up layer). Cái này được gắn thẳng vào khuôn trong quá trình đóng gói; thực tế, các lớp gói được phát triển chung quanh và phía trên khuôn, gói gọn nó hoàn toàn trong gói. Điều này cho phép một bề mặt phẳng hoàn toàn để gắn thiết bị giải nhiệt cũng như liên kết nội bộ sẽ ngắn hơn. BBUL được thiết kế để điều khiển các xung cao cực kỳ 20GHz hay nhanh hơn.

Tiếp xúc cạnh đơn và kiểu đóng gói bộ xử lý tiếp xúc cạnh đơn

Intel và AMD sử dụng sản phẩm dựa trên bo hay hộp cho một số CPU từ năm 1997 cho đến năm 2000. Kiểu sản phẩm này gọi là hộp tiếp xúc cạnh đơn (SECC: single edge contact cartridge) hay sản phẩm bộ xử lý cạnh đơn (SEPP: single edge processor packaging), bao gồm các chip CPU và chip đệm L2 riêng rẽ tùy chọn đặt trên bo mạch chủ mà trông giống như module bộ nhớ vượt cỡ và được cắm thẳng vào khe. Trong một số trường hợp các bo được bao phủ bởi một lớp hộp nhựa.

Sản phẩm SEC là thiết kế gói cách tân một chút cồng kềnh kết hợp được bus mặt sau (back-side bus) và bộ nhớ đệm L2. Là phương pháp hiệu quả mà tốn kém cho tích hợp bộ nhớ đệm vào bộ xừ lý trước khi nó khả thi đưa bộ nhớ đệm thẳng vào khuôn bộ xử lý.

Phiên bản ít tốn kém cùa SEC là sản phẩm bộ xử lý cạnh đơn (SEP: single edge processor). Sản phẩm SEP cơ bản là bo mạch chủ chứa bộ xử lý và bộ nhớ đệm (tùy chọn) nhưng không có vỏ nhựa. Đó là những bộ xử lý Celeron giá thành thấp. Sản phẩm SEP cắm trực tiếp vào Slot 1 được sử dụng cho Pentium II và III. Bốn lỗ trên bo dùng để lắp đặt thiết bị giải nhiệt.

Slot I như trong hình 3.7 là một kết nối vào bo mạch chủ có 242 chân. AMD sử dụng cùng Slot vật lý nhưng xoay nó 180° và gọi nó là Slot A. Bộ xử lý hộp SEC hay SEP được cắm vào Slot và đảm bảo bởi bộ chặn bộ xử lý là một cái vòng giừ nó ở đúng vị trí. Cũng có thể là bộ phận chặn giữ hay hỗ trợ cho thiết bị giải nhiệt của bộ xử lý. Hình 3.8 thể hiện những phần của vỏ bọc làm nên sản phẩm SEC. Nhận xét miếng giài nhiệt rộng dùng để tản bớt nhiệt của bộ xử lý. Sản phẩm SEP được thể hiện trong hình 3.9.





Hình 3.9 Nhìn mặt trước sản phẩm SEP bộ xứ lý Celeron

Với Pentium III Intel giới thiệu một biến thế trên sản phẩm SEC được gọi SECC2 (Single Edge contact cartridge version 2). Sản phẩm mới này chỉ phủ một cạnh của bo bộ xử lý bằng nhựa và cho phép thiết bị giải nhiệt gắn trực tiếp vào con chip ở cạnh kia. Chính giao diện giải nhiệt trực tiếp này giúp làm mát tốt hơn và gói tổng thể nhẹ hơn, rẻ hơn trong sàn xuất. Một hệ thống giải nhiệt toàn phần mới hơn bao gồm kệ nhựa thẳng đứng.

Bao trọn chip sản phẩm SECC2 ở một vị trí trên bo. Hệ thống này đã từng dùng ở sản phẩm SEC cũ như phần lớn bộ xử lý Pentium II, cũng như trong sản phẩm SEP ở bộ xử lý Celeron trên cơ sở Slot. Thiết bị giải nhiệt tuyệt vời cho những bộ xử lý Slot 1. Bộ xử lý AMD Slot A có thiết bị giải nhiệt tương tự như Intel. Hình 3.10 thể hiện sản phẩm SECC2.

Lý do chính cho việc chuyển đổi sản phẩm SEC hay SEP trong bước đầu tiên để có thể di chuyển bộ nhớ đệm L2 ra khỏi bo mạch chủ vào thẳng bộ xử lý một cách linh động và kinh tế. Bước này thật cần thiết vì tại thời điểm này không khả thi để kết hợp trực tiếp bộ nhớ đệm vào khuôn lõi của con chip. Sau khi thực hiện được bộ nhớ đệm nằm trên khuôn CPU, gói hộp và khe cắm không còn cần thiết. Do tất cả bộ xử lý hiện đại kết hợp bộ nhớ đệm L2 trên khuôn, gói bộ xử lý trở về hình thức socket PGA.

- sửa chữa máy tính
- dịch vụ sửa máy tính





Hình 3.10 Sản phẩm SF.CC2 được dùng trong các bộ xử lý Pentium II và III

Theo "Nâng cấp và sửa chữa máy tính" Scott Mueller