Οι κριτικές της CPU είναι περίπλοκες. Πριν ακόμη φτάσετε στα σημεία αναφοράς απόδοσης, πρέπει να περιηγηθείτε σε έναν λαβύρινθο όρων, όπως πυρίτιο, ζάρι, συσκευασία, IHS και sTIM. Αυτό είναι πολλή ορολογία με ελάχιστη εξήγηση. Θα ορίσουμε τα βασικά μέρη μιας CPU που συζητούν περισσότερο οι λάτρεις των υπολογιστών.
Λάβετε υπόψη ότι αυτό δεν προορίζεται για μια βαθιά κατάδυση, αλλά, μάλλον, μια εισαγωγή στην κοινή ορολογία για τους εκκολαπτόμενους geeks της CPU.
Ξεκινήστε με το πυρίτιο
Πριν από περισσότερα από 10 χρόνια, η Intel μοιράστηκε τα βασικά για το πώς δημιουργεί τους επεξεργαστές της, από τις πρώτες ύλες μέχρι το τελικό προϊόν. Θα χρησιμοποιήσουμε αυτή τη διαδικασία ως βασικό πλαίσιο καθώς εξετάζουμε το βασικό συστατικό μιας CPU: το ζάρι.
Το πρώτο πράγμα που χρειάζεται μια CPU είναι το πυρίτιο. Αυτό το χημικό στοιχείο είναι το πιο κοινό συστατικό στην άμμο. Η Intel ξεκινά με μια ράβδο πυριτίου και στη συνέχεια την κόβει σε λεπτούς δίσκους, που ονομάζονται γκοφρέτες.
Στη συνέχεια, οι γκοφρέτες γυαλίζονται σε μια «λεία επιφάνεια καθρέφτη» και μετά αρχίζει η διασκέδαση! Το πυρίτιο μετατρέπεται από πρώτη ύλη σε ηλεκτρονική μονάδα παραγωγής ενέργειας.
Οι γκοφρέτες πυριτίου αποκτούν φωτοανθεκτικό φινίρισμα. Στη συνέχεια, εκτίθενται σε υπεριώδη ακτινοβολία, χαράσσονται και παίρνουν ένα άλλο στρώμα φωτοανθεκτικού. Τελικά, περιχύνονται με ιόντα χαλκού και γυαλίζονται. Στη συνέχεια προστίθενται μεταλλικά στρώματα για να συνδέσουν όλα τα μικροσκοπικά τρανζίστορ που υπάρχουν στη γκοφρέτα σε αυτό το σημείο. (Όπως αναφέραμε προηγουμένως, καλύπτουμε μόνο τα βασικά εδώ).
Τώρα, φτάνουμε στο σημείο που μας ενδιαφέρει. Η γκοφρέτα έχει δοκιμαστεί για λειτουργικότητα. Αν περάσει, κόβεται σε μικρά ορθογώνια που ονομάζονται μήτρες. Κάθε μήτρα μπορεί να έχει πολλαπλούς πυρήνες επεξεργασίας, καθώς και μια κρυφή μνήμη και άλλα στοιχεία μιας CPU. Μετά τον τεμαχισμό, οι μήτρες δοκιμάζονται ξανά. Αυτά που περνούν προορίζονται για τα ράφια των καταστημάτων.
Η μήτρα πυριτίου για έναν επεξεργαστή Intel Core 10ης γενιάς.
Αυτό είναι το μόνο: ένα μικρό κομμάτι πυριτίου φορτωμένο με τρανζίστορ που είναι η καρδιά οποιουδήποτε επεξεργαστή. Κάθε άλλο φυσικό μέρος βοηθά αυτό το μικρό κομμάτι πυριτίου να κάνει τη δουλειά του.
Αλλά, εδώ είναι το βασικό: ανάλογα με τον επεξεργαστή που λαμβάνετε, μια CPU μπορεί να έχει είτε μία είτε πολλαπλές μήτρες πυριτίου. Ένα καλούπι σημαίνει ότι όλα τα εξαρτήματα του επεξεργαστή, όπως οι πυρήνες και η κρυφή μνήμη, βρίσκονται σε αυτό το ένα κομμάτι πυριτίου. Πολλαπλές μήτρες έχουν συνδετικό υλικό μεταξύ τους.
Δεν υπάρχει εύκολος τρόπος να γνωρίζουμε με βεβαιότητα εάν μια συγκεκριμένη CPU έχει μονούς ή πολλαπλούς μήτρες. Είναι στο χέρι του κατασκευαστή.
Η Intel είναι διάσημη για τη χρήση ενός μόνο καλουπιού για τους επεξεργαστές καταναλωτών της. Αυτό ονομάζεται μονολιθικό σχέδιο. Το πλεονέκτημα ενός μονολιθικού σχεδιασμού είναι η υψηλότερη απόδοση, καθώς όλα βρίσκονται στο ίδιο καλούπι και υπάρχει μικρή καθυστέρηση στην επικοινωνία.
Ωστόσο, είναι πιο δύσκολο να κάνετε πρόοδο όταν πρέπει να συσκευάζετε όλο και μικρότερα τρανζίστορ στο ίδιο μέγεθος πυριτίου. Είναι επίσης πιο δύσκολο να παραχθούν μεμονωμένα καλούπια που να λειτουργούν με όλους τους πυρήνες που ενεργοποιούνται—ειδικά όταν μιλάμε για οκτώ ή 10 πυρήνες.
Η διάταξη για έναν επεξεργαστή AMD Threadripper που χρησιμοποιεί πολλαπλά CCX.
Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την AMD. Η εταιρεία κατασκευάζει μερικούς μονολιθικούς επεξεργαστές, αλλά η σειρά επιτραπέζιων υπολογιστών Ryzen 3000 χρησιμοποιεί μικρότερα chiplet πυριτίου, τα οποία επί του παρόντος έχουν τέσσερις πυρήνες στο πυρίτιο. Αυτά τα chiplet ονομάζονται σύμπλεγμα πυρήνων ή CCX. Είναι συσκευασμένα μαζί για να κάνουν ένα μεγαλύτερο Core Complex Die (CCD). Αυτό το CCD είναι αυτό που μετράει ως ζάρι στη γλώσσα της AMD. Είναι πολλά μικρά chiplet πυριτίου που συνδέονται για να δημιουργήσουν μια λειτουργική CPU.
Οι επεξεργαστές AMD έχουν επίσης ένα καλούπι πυριτίου ξεχωριστό από τα CCD που ονομάζεται καλούπι I/O. Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες για αυτό εδώ, αλλά μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά σε αυτό Άρθρο Ιουνίου 2019 από το TechPowerUp.
Δεδομένου του πόσο περίπλοκη είναι η δημιουργία λειτουργικών καλουπιών πυριτίου, είναι προφανώς πολύ πιο εύκολο να δημιουργηθεί μια μικρότερη μονάδα τεσσάρων πυρήνων, παρά μια μεμονωμένη μήτρα με 10 πυρήνες.
Το πακέτο CPU
Μόλις τελειώσει το ζάρι, χρειάζεται κάποια βοήθεια για να μιλήσει με το υπόλοιπο σύστημα υπολογιστή. Αυτό συνήθως ξεκινά με μια μικρή, πράσινη σανίδα, που συχνά αναφέρεται ως υπόστρωμα.
Αν αναποδογυρίσετε μια ολοκληρωμένη CPU, το κάτω μέρος της πράσινης πλακέτας έχει χρυσές επαφές (ή καρφίτσες, ανάλογα με τον κατασκευαστή). Αυτές οι επαφές ή οι ακίδες χωρούν στην υποδοχή μιας μητρικής πλακέτας και επιτρέπουν στην CPU να μιλήσει με το υπόλοιπο σύστημα.
Πηγαίνοντας πίσω στον επεξεργαστή μας, δεν έχουμε καλύψει ακόμα τη μήτρα πυριτίου. Το κύριο συστατικό εδώ είναι το υλικό θερμικής διεπαφής ή TIM. Το TIM βελτιώνει τη θερμική αγωγιμότητα (σημαντικό για την ψύξη της CPU). Συνήθως διατίθεται σε μία από τις δύο μορφές: θερμική πάστα ή sTIM (συγκολλημένο υλικό θερμικής διεπαφής).
Το υλικό TIM μπορεί να διαφέρει μεταξύ γενεών CPU από τον ίδιο κατασκευαστή. Ποτέ δεν μπορείτε να μάθετε πραγματικά τι έχει μια συγκεκριμένη CPU, εκτός εάν διαβάσετε νέα της CPU ή ανοίξετε («διαγράψετε») έναν ολοκληρωμένο επεξεργαστή μόνοι σας. Για παράδειγμα, η Intel χρησιμοποίησε θερμική πάστα από το 2012 έως το ’18, αλλά μετά άρχισε να χρησιμοποιεί το sTIM στους επεξεργαστές Core ανώτερης εμβέλειας, 9ης γενιάς.
Σε κάθε περίπτωση, αυτά είναι τα κομμάτια που συνθέτουν τη συσκευασία: η μήτρα, το υπόστρωμα και το TIM.
Μια απόδοση μιας CPU AMD Ryzen. Η επωνυμία είναι τυπωμένη στο IHS.
Τέλος, πάνω από τη συσκευασία, υπάρχει ένας ενσωματωμένος διανομέας θερμότητας ή IHS. Το IHS διαχέει θερμότητα από την CPU σε μεγαλύτερη επιφάνεια για να βοηθήσει στη μείωση της θερμοκρασίας της CPU. Στη συνέχεια, ο ανεμιστήρας της CPU ή το ψυγείο υγρού διαλύει τη θερμότητα που συσσωρεύεται στο IHS. Το IHS είναι συνήθως κατασκευασμένο από επινικελωμένο χαλκό. Το όνομα της CPU είναι τυπωμένο σε αυτό, όπως φαίνεται παραπάνω.
Αυτό ολοκληρώνει την περιήγησή μας στην CPU. Και πάλι, το καλούπι είναι το κομμάτι πυριτίου που περιέχει τους πυρήνες του επεξεργαστή, τις κρυφές μνήμες και ούτω καθεξής. Η συσκευασία περιλαμβάνει τη μήτρα, το PCB και το TIM. Και, τέλος, έχετε επίσης ένα IHS.
Υπάρχουν πολλά περισσότερα από αυτό, αλλά αυτά είναι τα βασικά στοιχεία στα οποία τείνουν να εστιάζουν τα νέα και οι κριτικές της CPU.