Рубрика «кремниевые пластины»

В 2004 году я работал в группе Xbox компании Microsoft, в то время она создавала новую консоль. Я получил подробные описания процессора Xbox 360, прочитал их полностью множество раз и внезапно узнал достаточно, чтобы стать официальным специалистом по ЦП. Поэтому я регулярно стал посещать совещания с проектировщиками оборудования, совместно с IBM работавшими над ЦП, и это дало мне ещё больше знаний о процессоре. Именно благодаря этому я обнаружил ошибку проектирования в одной из его команд [перевод на Хабре] и смог помогать разработчикам игр в укрощении этого привередливого зверя.

5,5 миллиметра за 1,25 наносекунды - 1

Это было очень интересно, и моя работа ценилась, поэтому за несколько месяцев до выпуска консоли я получил подарок от руководства проекта — целую кремниевую пластину процессоров Xbox 360! Этот 30-сантиметровый диск кристаллов ЦП с тех пор постоянно висит в моём домашнем офисе. По своей максимальной площади он содержал 23 полных ЦП по горизонтали и 20 по вертикали, но из-за круглой формы пластины суммарно там было гораздо меньше, чем 460 ЦП. Из-за этого многие процессоры были частично или полностью исключены — я насчитал на пластине 356 полных ЦП.

Пластина выглядит круто, она создаёт красивые радужные дифракционные узоры, а отдельные чипы достаточно велики, чтобы можно было рассмотреть основные элементы ЦП, над которыми я работал в течение пяти лет.
Читать полностью »

image

Это третья статья из серии о проектировании ЦП. В первой статье мы рассмотрели архитектуру компьютера и объяснили его работу на высоком уровне. Во второй статье говорилось о проектировании и реализации некоторых компонентов чипа. В третьей части мы узнаем, как архитектурные проекты и электрические схемы становятся физическими чипами.

Как превратить кучу песка в современный процессор? Давайте разберёмся.

Часть 1: Основы архитектуры компьютеров (архитектуры наборов команд, кэширование, конвейеры, hyperthreading)
Часть 2: Процесс проектирования ЦП (электрические схемы, транзисторы, логические элементы, синхронизация)
Часть 3: Компонование и физическое производство чипа (VLSI и изготовление кремния)
Часть 4: Современные тенденции и важные будущие направления в архитектуре компьютеров (море ускорителей, трёхмерное интегрирование, FPGA, Near Memory Computing)

Как говорилось ранее, процессоры и вся другая цифровая логика составлены из транзисторов. Транзистор — это переключатель с электрическим управлением, который может включаться и отключаться подачей или отключением напряжения на затворе. Мы сказали, что существует два вида транзисторов: nMOS-устройства пропускают ток, когда затвор включён, а pMOS-устройства пропускают ток при выключенном затворе. Базовая структура процессора — это транзисторы, созданные из кремния. Кремний — это полупроводник, потому что он занимает промежуточное положение — не проводит ток полностью, но и не является изолятором.

Чтобы превратить кремниевую пластину в практическую электрическую схему добавлением транзисторов, производственные инженеры используют процесс под названием "легирование". Легирование — это процесс добавления в базовый субстрат кремния тщательно выбранных примесей для изменения его проводимости. Цель заключается в том, чтобы изменить поведение электронов так, чтобы мы могли ими управлять. Существует два вида транзисторов, а значит, и два основных вида легирования.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js