A CPU áttekintése bonyolult. Mielőtt még rátérne a teljesítményre vonatkozó referenciaértékekre, el kell navigálnia a kifejezések labirintusában, mint például a szilícium, a szerszám, a csomag, az IHS és az sTIM. Ez egy sok zsargon kevés magyarázattal. Meghatározzuk a CPU azon kulcsfontosságú részeit, amelyekről a PC-rajongók a legtöbbet beszélnek.
Kérjük, vegye figyelembe, hogy ez nem egy mélyrepülés, hanem a kezdő CPU-geekek általános terminológiájának bevezetése.
Kezdje a szilíciummal
Több mint 10 évvel ezelőtt az Intel megosztotta a processzorok létrehozásának alapjait, a nyersanyagoktól a késztermékig. Ezt a folyamatot alapkeretként fogjuk használni, amikor megvizsgáljuk a CPU kulcsfontosságú összetevőjét: a kockát.
Az első dolog, amire egy CPU-nak szüksége van, az a szilícium. Ez a kémiai elem a homok leggyakoribb összetevője. Az Intel egy szilícium-ingot-tal kezdi, majd vékony lemezekre, úgynevezett ostyákra szeleteli.
Az ostyákat ezután „tükörsima felületre” csiszolják, és akkor kezdődik a móka! A szilícium nyersanyagból elektronikus erőművé alakul.
A szilícium lapkák fotoreziszt felületet kapnak. Ezután UV-fénynek teszik ki őket, maratják őket, és egy újabb réteg fotorezisztet kapnak. Végül rézionokkal leöntik és polírozzák. Ezután fémrétegeket adnak hozzá, hogy összekapcsolják az összes apró tranzisztort, amelyek ezen a ponton vannak a lapkán. (Amint azt korábban említettük, itt csak az alapokat ismertetjük.)
Most elérkeztünk ahhoz a ponthoz, ami érdekel. Az ostya működőképességét tesztelték. Ha elmúlik, kis téglalapokra vágják, amelyeket matricáknak neveznek. Mindegyik kocka több processzormaggal, valamint gyorsítótárral és a CPU egyéb összetevőivel rendelkezhet. Szeletelés után a matricákat ismét teszteljük. Akik átmennek, azokat a boltok polcaira szánják.
A 10. generációs Intel Core processzor szilícium kocka.
Ennyi az egész: egy kis szilíciumdarab tranzisztorokkal, ami minden processzor szíve. Minden más fizikai rész segít ennek a kis szilíciumdarabnak a munkájában.
De itt van a kitörés: a kapott processzortól függően a CPU egy vagy több szilícium matricával rendelkezhet. Az egy kocka azt jelenti, hogy a processzor összes alkatrésze, például a magok és a gyorsítótár azon az egyetlen szilíciumdarabon van. Több szerszám között van összekötő anyag.
Nem egyszerű módja annak, hogy biztosan megtudja, hogy egy adott CPU-nak egyetlen vagy több vágólapja van-e. A gyártón múlik.
Az Intel arról híres, hogy egyetlen kockát használ fogyasztói processzoraihoz. Ezt monolitikus kialakításnak nevezik. A monolitikus kialakítás előnye a nagyobb teljesítmény, mivel minden ugyanazon a szerszámon van, és csekély a kommunikációs késés.
Azonban nehezebb előrelépni, ha egyre kisebb tranzisztorokat kell azonos méretű szilíciumra pakolni. Nehezebb olyan különálló szerszámokat is előállítani, amelyek úgy működnek, hogy minden mag tüzel – különösen, ha nyolc vagy tíz magról beszélünk.
A több CCX-et használó AMD Threadripper processzor elrendezése.
Ez ellentétben áll az AMD-vel. A cég gyárt néhány monolit processzort, de a Ryzen 3000 asztali sorozat kisebb szilícium chipleteket használ, amelyek jelenleg négy magot tartalmaznak a szilíciumban. Ezeket a chipleteket core komplexnek vagy CCX-nek nevezik. Össze vannak csomagolva egy nagyobb Core Complex Die (CCD) kialakításához. Ez a CCD az AMD szóhasználatában kockának számít. Ez több kis szilícium chiplet, amelyek csatlakoztatva vannak, hogy működő CPU-t hozzon létre.
Az AMD processzorok is rendelkeznek a CCD-ktől különálló szilícium matricával, amelyet I/O-nak neveznek. Ennek részleteibe itt nem térünk ki, de erről bővebben itt olvashat 2019. júniusi cikk a TechPowerUptól.
Tekintettel arra, hogy mennyire bonyolult a működő szilícium matricák létrehozása, nyilvánvalóan sokkal könnyebb egy kisebb, négy magból álló egységet létrehozni, nem pedig egyetlen 10 magból álló matricát.
A CPU csomag
Miután a kocka elkészült, segítségre van szüksége, hogy beszéljen a számítógépes rendszer többi tagjával. Ez általában egy kicsi, zöld táblával kezdődik, amelyet gyakran hordozónak neveznek.
Ha megfordít egy kész CPU-t, a zöld tábla alján aranyszínű érintkezők (vagy tűk, a gyártótól függően) vannak. Ezek az érintkezők vagy érintkezők az alaplap aljzatába illeszkednek, és lehetővé teszik a CPU számára, hogy beszéljen a rendszer többi részével.
Visszaugrálva a processzorunkba, még nem takartuk el a szilícium tömítést. A fő összetevő itt a termikus interfész anyaga, vagy a TIM. A TIM javítja a hővezető képességet (fontos a CPU hűtéséhez). Általában kétféle formában kapható: hőpaszta vagy sTIM (forrasztott hőfelületi anyag).
A TIM anyaga ugyanazon gyártó CPU generációi között változhat. Soha nem tudhatod igazán, hogy egy adott CPU-nak mi van, hacsak nem olvasol CPU-híreket, vagy nem nyitsz meg („delid”) egy kész processzort. Például az Intel 2012 és 18 között hőpasztát használt, de akkor elkezdte használni az sTIM-et felső kategóriás, kilencedik generációs Core processzorain.
Mindenesetre ezek a darabok alkotják a csomagot: a szerszám, a hordozó és a TIM.
Egy AMD Ryzen CPU renderelése. A márkanév az IHS-re van nyomtatva.
Végül a csomag tetején van egy integrált hőelosztó vagy IHS. Az IHS nagyobb felületre osztja szét a hőt a CPU-ból, így csökkenti a CPU hőmérsékletét. A CPU ventilátor vagy folyadékhűtő ezután elvezeti az IHS-en felhalmozódó hőt. Az IHS általában nikkelezett rézből készül. A CPU neve rá van nyomtatva, ahogy fent látható.
Ezzel zárjuk a CPU-val kapcsolatos körútunkat. A kocka ismét az a szilíciumdarab, amely tartalmazza a processzormagokat, a gyorsítótárakat és így tovább. A csomag tartalmazza a szerszámot, a PCB-t és a TIM-et. És végül, Önnek is van IHS-je.
Sokkal többről van szó, de ezek azok a lényeges dolgok, amelyekre a CPU-hírek és -értékelések általában összpontosítanak.