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一探究竟 带你将处理器内部结构看通透 |
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2006年02月27日 13:07 IT.COM.CN
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我们看到了上面的采用了铜互连技术的线路设计，就又有一个问题出现了，这么负责的线路，中间是怎么绝缘的呢？现在，我们继续来分析。
在CPU核心内电流从铜互连的导线上流过
这就是我们现在常听到一个热门的名词——Low-K(低介电常数绝缘体)工艺。其实这个low－k物质，就是为了在铜互连层进行绝缘的。从图上我们可以看到，在CPU核心内，电流从铜互连的导线上流过，low-k便用来绝缘。那么为什么要采用low－k这种技术呢？原因其实很简单：采用low－k作为绝缘物质，让线间漏电降低，使芯片的发热量低。目前大部分0.13微米制程产品都采用性能较低的FSG氟化玻璃介质作为绝缘层。这种芯片的发热量，远比采用low－k工艺的芯片发热量高。
胆是由于Low-k技术的芯片质地较脆，在芯片封装上需要较高工艺。原来计划在0.18微米制程当中就计划采用低介电常数绝缘体Low-k技术，但是直到0.13微米制程开始成熟。由于Low-k技术的芯片质地较脆，在芯片封装上需要较高工艺，所以一直以来都受到良品率的困绕。不过现在low－k工艺已经基本成熟，配合先进的制程，降低了发热，便可以做出频率更高的CPU来。
第三部分，CPU使用中2个问题的解释：
对于CPU来说，我们很多读者都关系两个问题：CPU超频和CPU寿命。这里我们就对读者朋友疑问较多的这两个问题，进行一点简单分析。
关于CPU的超频：CPU为什么可以超频呢？什么影响着超频的能力呢？
我们知道，CPU的制造过程就是用激光在晶圆上蚀刻电路。所谓蚀刻就采用一定波长的紫外透过掩膜(掩膜，相当与我们洗相片时候用的底版)后照射在硅晶圆上，将掩膜上的电路图像完整地复制到硅晶圆上。蚀刻过程中关键是所使用的紫外线的波长和晶圆的质量。波长越短的紫外线干扰和衍射现象就越不明显，晶体管就可以实现越小的线宽。
晶圆纯度越高直径越大，所生产的芯片性能越好良品率就越高。硅晶圆生产过程中，离晶圆中心越远就越容易出现坏点。因此从硅晶圆中心向外扩展，坏点数是呈上升趋势。同时纯度越高，所生产出来的芯片瑕疵越少，频率越高。
晶体成型，切片，刻蚀电路是制造处理器必须的过程
这里我们就可以看出来，在CPU激光蚀刻过程中是不分频率的，也就是说都是按照同样的工艺生产的。但是在生产过程中，会出现较完美的芯片，和有瑕疵的芯片。
然后还要经过筛选标注的过程。就是按照不同的芯片的质量，优秀的标注为高的频率的产品，有瑕疵的为了稳定，标注为频率较低的产品。
CPU的标注过程也是一个严格的检测过程。由于受到晶圆纯度和加工过程中不确定因素的影响，不可能所有的CPU都是按照设计生产出来的完美的产品。这就需要把产品按照实际性能的高低区分开来。这就需要严格的检测。CPU的稳定性检测是很严格的，其测试环境是相当苛刻的。通过大量的繁杂的多任务运算对CPU的稳定性进行全面的测试。这样选择一个保守的，能全部稳定通过所有严格测试的程序的频率，然后进行产品标志。这就是我们看到的CPU的频率。而我们日常的使用中，可能使用几年也不会出现这么繁重的多任务使用环境，所以即使进行了超频，也还是稳定的。这就是几乎所有的CPU都可以进行超频的原因所在。因为厂商已经为了稳定性的考虑，留了一部分频率提升的空间。
此外，还有一种情况是将同一批次生产的高频版本中的一些CPU标注为低频版本。这大多发生在新工艺采用的初期，产能不足而不得已采用的方法，量不会太大，这就是所谓的超频极品。
谈到了这里，我们也可以看出来，其实影响超频能力就是制造工艺。只要工艺提高了，超频能力自然也就高了。
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