Przeglądy procesora są skomplikowane. Zanim przejdziesz do testów wydajności, musisz przejść przez labirynt terminów, takich jak krzem, matryca, pakiet, IHS i sTIM. To dużo żargonu bez wytłumaczenia. Zdefiniujemy kluczowe części procesora, o których entuzjaści komputerów PC najczęściej dyskutują.
Należy pamiętać, że nie jest to głębokie nurkowanie, ale raczej wprowadzenie do powszechnej terminologii dla początkujących maniaków procesorów.
Zacznij od Krzem
Ponad 10 lat temu Intel podzielił się podstawami tworzenia procesorów, od surowców po gotowy produkt. Wykorzystamy ten proces jako podstawową strukturę, patrząc na kluczowy element procesora: kość.
Pierwszą rzeczą, której potrzebuje procesor, jest krzem. Ten pierwiastek chemiczny jest najpowszechniejszym składnikiem piasku. Intel zaczyna od wlewka krzemu, a następnie tnie go na cienkie dyski, zwane waflami.
Wafle są następnie wypolerowane do „lustrzanej gładkiej powierzchni” i zaczyna się zabawa! Krzem przekształca się z surowca w elektroniczną potęgę.
Płytki silikonowe mają wykończenie fotomaski. Następnie są wystawiane na działanie światła UV, trawione i otrzymują kolejną warstwę fotorezystu. Ostatecznie są oblane jonami miedzi i wypolerowane. Następnie dodaje się warstwy metalu, aby połączyć wszystkie malutkie tranzystory, które istnieją w tym momencie na płytce. (Jak wspomnieliśmy wcześniej, omawiamy tutaj tylko podstawy).
Teraz dochodzimy do punktu, na którym nam zależy. Wafel jest testowany pod kątem funkcjonalności. Jeśli przejdzie, jest krojony na małe prostokąty zwane matrycami. Każda kość może mieć wiele rdzeni przetwarzających, a także pamięć podręczną i inne komponenty procesora. Po pokrojeniu matryce są ponownie testowane. Te, które przechodzą, są przeznaczone na półki sklepowe.
Krzemowa matryca do procesora Intel Core dziesiątej generacji.
To wszystko, czym jest kostka: mały kawałek krzemu wypełniony tranzystorami, który jest sercem każdego procesora. Każda inna część fizyczna pomaga temu kawałkowi krzemu wykonywać swoją pracę.
Ale oto kicker: w zależności od otrzymanego procesora, procesor może mieć jedną lub wiele matryc krzemowych. Jedna kostka oznacza, że wszystkie komponenty procesora, takie jak rdzenie i pamięć podręczna, znajdują się na tym jednym kawałku krzemu. Wiele matryc ma materiał łączący między sobą.
Nie ma łatwego sposobu, aby dowiedzieć się na pewno, czy dany procesor ma jedną, czy wiele matryc. To zależy od producenta.
Firma Intel słynie z używania pojedynczej matrycy do swoich procesorów konsumenckich. Nazywa się to projektem monolitycznym. Zaletą monolitycznej konstrukcji jest wyższa wydajność, ponieważ wszystko znajduje się na tej samej matrycy i występuje niewielkie opóźnienie w komunikacji.
Jednak trudniej jest robić postępy, gdy trzeba pakować coraz mniejsze tranzystory do tego samego rozmiaru krzemu. Trudniej jest również wyprodukować pojedyncze matryce, które działają ze wszystkimi rdzeniami – zwłaszcza gdy mówimy o ośmiu lub 10 rdzeniach.
Układ procesora AMD Threadripper używający wielu CCX.
Kontrastuje to z AMD. Firma produkuje kilka procesorów monolitycznych, ale seria komputerów stacjonarnych Ryzen 3000 wykorzystuje mniejsze chipy krzemowe, które obecnie mają cztery rdzenie w krzemie. Te chiplety nazywane są kompleksem rdzeniowym lub CCX. Są spakowane razem, aby stworzyć większą matrycę złożoną z rdzeniem (CCD). Ten CCD jest tym, co liczy się jako kostka w żargonie AMD. To kilka małych chipletów krzemowych, które są połączone, aby stworzyć działający procesor.
Procesory AMD mają również matrycę krzemową oddzieloną od przetworników CCD, zwaną matrycą I / O. Nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły, ale możesz przeczytać o tym więcej w tym Artykuł TechPowerUp z czerwca 2019 r.
Biorąc pod uwagę, jak skomplikowane jest tworzenie działających matryc krzemowych, oczywiście znacznie łatwiej jest stworzyć mniejszą jednostkę z czterema rdzeniami niż pojedynczą matrycę z 10 rdzeniami.
Pakiet CPU
Gdy kość jest skończona, potrzebna jest pomoc, aby porozmawiać z resztą systemu komputerowego. Zwykle zaczyna się od małej, zielonej deski, często nazywanej podłożem.
Jeśli odwrócisz gotowy procesor, spód zielonej płytki ma złote styki (lub szpilki, w zależności od producenta). Te styki lub piny pasują do gniazda płyty głównej i pozwalają procesorowi komunikować się z resztą systemu.
Wskakując z powrotem do naszego procesora, nie zakryliśmy jeszcze silikonowej matrycy. Głównym elementem jest tutaj materiał interfejsu termicznego lub TIM. TIM poprawia przewodność cieplną (ważne dla chłodzenia procesora). Zwykle występuje w jednej z dwóch form: pasty termicznej lub sTIM (lutowany materiał termoprzewodzący).
Materiał TIM może się różnić w zależności od generacji procesorów tego samego producenta. Nigdy tak naprawdę nie wiadomo, co ma dany procesor, chyba że sam przeczytasz wiadomości o procesorze lub otworzysz („delid”) gotowy procesor. Na przykład Intel używał pasty termicznej od 2012 do 18, ale potem zaczął używać sTIM w wyższych procesorach Core dziewiątej generacji.
W każdym razie są to elementy składające się na opakowanie: matryca, podłoże i TIM.
Render procesora AMD Ryzen. Nazwa marki jest wydrukowana na IHS.
Wreszcie, na górze opakowania znajduje się zintegrowany rozpraszacz ciepła lub IHS. IHS rozprowadza ciepło z procesora na większej powierzchni, pomagając obniżyć temperaturę procesora. Wentylator procesora lub chłodzenie cieczą rozprasza następnie ciepło gromadzące się na IHS. IHS jest zwykle wykonany z niklowanej miedzi. Nazwa procesora jest na nim wydrukowana, jak pokazano powyżej.
To kończy naszą wycieczkę po CPU. Ponownie, kostka to kawałek krzemu, który zawiera rdzenie procesora, pamięci podręczne i tak dalej. Opakowanie zawiera matrycę, płytkę drukowaną i TIM. I wreszcie masz też IHS.
Jest w tym o wiele więcej, ale są to podstawowe informacje, na których koncentrują się wiadomości i recenzje dotyczące procesorów.