As revisões da CPU são complicadas. Antes mesmo de chegar aos benchmarks de desempenho, você precisa navegar por um labirinto de termos, como silício, matriz, embalagem, IHS e sTIM. Isso é muito jargão com pouca explicação. Vamos definir as partes principais de uma CPU que os entusiastas de PC mais discutem.
Observe que isso não tem a intenção de ser um mergulho profundo, mas sim uma introdução à terminologia comum para geeks de CPU iniciantes.
Comece com o silício
Mais de 10 anos atrás, a Intel compartilhou os conceitos básicos de como cria seus processadores, desde a matéria-prima até o produto acabado. Usaremos esse processo como estrutura básica ao examinarmos o componente-chave de uma CPU: a matriz.
A primeira coisa que uma CPU precisa é de silício. Este elemento químico é o componente mais comum da areia. A Intel começa com um lingote de silício e depois o divide em discos finos, chamados wafers.
As bolachas são então polidas para uma “superfície lisa como um espelho”, e então a diversão começa! O silício se transforma de uma matéria-prima em uma potência eletrônica.
Os wafers de silício obtêm um acabamento fotoresistente. Em seguida, eles são expostos à luz ultravioleta, gravados e recebem outra camada de fotorresiste. Eventualmente, eles são encharcados com íons de cobre e polidos. Camadas de metal são então adicionadas para conectar todos os minúsculos transistores que existem no wafer neste ponto. (Como mencionamos anteriormente, estamos cobrindo apenas o básico aqui).
Agora, chegamos ao ponto que nos interessa. O wafer é testado quanto à funcionalidade. Se passar, é cortado em pequenos retângulos chamados matrizes. Cada dado pode ter vários núcleos de processamento, bem como um cache e outros componentes de uma CPU. Após o corte, as matrizes são testadas novamente. Os que passam são destinados às prateleiras das lojas.
Isso é tudo que um dado é: um pequeno pedaço de silício carregado com transistores que é o coração de qualquer processador. Todas as outras partes físicas ajudam aquele pequeno pedaço de silício a fazer seu trabalho.
Mas, aqui está o chute: dependendo do processador que você obtém, uma CPU pode ter uma ou várias matrizes de silício. Um dado significa que todos os componentes do processador, como núcleos e cache, estão naquele único pedaço de silício. Múltiplas matrizes têm material de conexão entre elas.
Não há uma maneira fácil de saber com certeza se uma determinada CPU tem um ou vários dies. Depende do fabricante.
A Intel é famosa por usar uma única matriz para seus processadores de consumo. Isso é chamado de design monolítico. A vantagem de um design monolítico é o melhor desempenho, já que tudo está na mesma matriz e há pouco atraso na comunicação.
No entanto, é mais difícil fazer avanços quando você tem que embalar transistores cada vez menores no mesmo tamanho de silício. Também é mais difícil produzir matrizes únicas que funcionem com todos os núcleos disparando – especialmente quando estamos falando de oito ou 10 núcleos.
Isso está em contraste com a AMD. A empresa fabrica alguns processadores monolíticos, mas sua série de desktops Ryzen 3000 usa chips de silício menores, que atualmente têm quatro núcleos no silício. Esses chips são chamados de núcleo complexo ou CCX. Eles são empacotados juntos para fazer um Core Complex Die (CCD) maior. Esse CCD é o que conta como um dado na linguagem da AMD. São vários pequenos chips de silício conectados para criar uma CPU funcional.
Os processadores AMD também têm uma matriz de silício separada dos CCDs, chamada de matriz de E / S. Não entraremos em detalhes sobre isso aqui, mas você pode ler mais sobre isso neste artigo de junho de 2019 da TechPowerUp .
Dado o quão complexo é criar matrizes de silício funcionais, é obviamente muito mais fácil criar uma unidade menor de quatro núcleos, em vez de uma única matriz com 10 núcleos.
O Pacote CPU
Uma vez que o dado é terminado, ele precisa de ajuda para falar com o resto do sistema de computador. Isso geralmente começa com uma pequena placa verde, geralmente chamada de substrato.
Se você virar uma CPU concluída, a parte inferior da placa verde terá contatos dourados (ou pinos, dependendo do fabricante). Esses contatos ou pinos se encaixam no soquete de uma placa-mãe e permitem que a CPU converse com o resto do sistema.
Voltando ao nosso processador, ainda não cobrimos o molde de silício. O principal componente aqui é o material de interface térmica, ou TIM. O TIM melhora a condutividade térmica (importante para o resfriamento da CPU). Geralmente vem em uma de duas formas: pasta térmica ou sTIM (material de interface térmica soldado).
O material TIM pode variar entre gerações de CPU do mesmo fabricante. Você nunca pode realmente saber o que uma CPU em particular tem, a menos que leia as notícias da CPU ou abra (“delid”) um processador pronto você mesmo. Por exemplo, a Intel usou pasta térmica de 2012 a 18, mas então começou a usar sTIM em seus processadores Core de nona geração de gama superior.
De qualquer forma, são essas as peças que compõem a embalagem: a matriz, o substrato e o TIM.
Finalmente, no topo da embalagem, há um dissipador de calor integrado, ou IHS. O IHS espalha o calor da CPU em uma área de superfície maior para ajudar a reduzir a temperatura da CPU. O ventilador da CPU ou o refrigerador líquido dissipa o calor acumulado no IHS. O IHS é geralmente feito de cobre niquelado. O nome da CPU está impresso nele, conforme mostrado acima.
Isso encerra nosso tour pela CPU. Novamente, a matriz é o pedaço de silício que contém os núcleos do processador, caches e assim por diante. O pacote inclui a matriz, PCB e TIM. E, finalmente, você também tem um IHS.
Há muito mais do que isso, mas esses são os fundamentos nos quais as notícias e análises da CPU tendem a se concentrar.
