AnandTech over de toekomst van CPU behuizingen

Op AnandTech is een interessant artikel verschenen over CPU behuizingen. Dit toch wel vrij essentiële aspect van processoren, is een punt waar consumenten erg weinig aandacht aan besteden, maar de kwaliteit van een package bepaalt onder andere de mogelijkheden die de CPU heeft om met de 'buitenwereld' te communiceren.

Zoals de meeste lezers wel zullen weten, bestaat een moderne CPU uit een core die is gemonteerd op een grijs (AMD) of groen (Intel) vlak, wat dus de feitelijke package is. Dit package kan uit verschillende materialen bestaan. Intel maakt sinds de Pentium processor gebruik van een organisch materiaal. AMD gebruikte hiervoor een keramisch materiaal, maar de nieuwe Athlon XP zal ook gebruik maken van een organisch verpakking. Dit materiaal is lichter en maakt het mogelijk om hogere kloksnelheden te behalen.

Het grote probleem bij het ontwerpen en fabriceren van de package is het feit dat de relatief kleine core moet communiceren met de buitenwereld. Hiervoor zitten aan de onderkant van een processor uiteraard vele pinnetjes. Om deze pinnetjes met de core te verbinden, lopen sporen van de pinnen naar de plaats waar de core op de package bevestigd is. Aan de onderkant zitten kleine soldeer bobbeltjes. De oppervlakte van een core is uiteraard vele malen kleiner dan van een processor met package, waardoor deze soldeerbobbeltjes enorm dicht bij elkaar zitten. Een Pentium 4 heeft bijvoorbeeld 5.000 van deze bobbeltjes aan de onderkant van de core.

Naast dit probleem is er nog een lastig aspect aan de huidige CPU behuizingen. De core van moderne processoren kan makkelijk 50 graden worden, terwijl de behuizing op kamertemperatuur blijft. Zoals bekend is zetten materialen die warm worden over het algemeen uit, waardoor een grote kracht kan ontstaan tussen de core en de behuizing. Om te zorgen dat dit geen problemen geeft, is plaatst waar de core op de behuizing zit gemonteerd voorzien van een speciale laag. Dit is bijvoorbeeld goed te zien bij AMD processoren, waar een groen laagje rond de core te zien is. Naast een behoorlijke dosis achtergrondinformatie schrijft men natuurlijk ook over Build-Up Layer (BBUL), een techniek die gisteren voor het eerste door Intel is beschreven:

While AMD has taken the performance crown from Intel on numerous occasions, AMD cannot compete with Intel's manufacturing capabilities. Intel actually has a branch whose sole purpose is to deal with packaging and the needs of tomorrow's processors. Intel has been talking about 1 billion transistors in a chip running at 10GHz+, so it's no surprise that they have 900 people working on packaging technologies.

[...]Although the technology won't be put to use for another 5 or 6 years, Intel's Bumpless Build-Up Layer (BBUL) will definitely change the face of packaging. The beauty of BBUL is that the silicon is actually integrated into the die. A BBUL CPU will be manufactured by building the package one layer at a time and embedding the silicon into the package after testing. Remember the issue of the flip-chip solder bump density? That is no longer an issue with BBUL since there are no more solder bumps; the silicon is directly embedded in the package. Another benefit of this is that since the core is no longer raised, there is no potential for any chipped/cracked cores due to improperly installed heatsinks. Intel did mention however that they would probably still use heatspreaders with this technology meaning that you wouldn't be able to chip/crack the cores in any case.

Reacties (23)

[Anoniem: 24394]

Een zeer mooi en duidelijk artikel. Heel leuk om nou eens wat meer informatie te kunnen nalezen over de technieken die er toegepast worden om de verschillend core elementen vast te maken.

Wat is mij eigenlijk alleen afvraag is waarom AMD nou pas over gaat op organisch terwijl Intel dat al jaren eerder deed. Het zal denk ik wel met kosten te maken gehad hebben.

[Anoniem: 35116]

Hoe verhoudt deze informatie zich tot het filmpje wat we eerder zagen, waarbij de AMDs verschrikkelijk doorfikten bij ontbreken van koeler en de Intels slechts vertraagden of vastliepen?

[Anoniem: 7678]

Volgens mij helemaal niet,
Intel heeft technieken ingebouwd in de proc die er voor zorgen dat als de temp te hoog wordt, de proc langzamer gaat draaien, en dus niet doorfikt,
AMD heeft deze (nog) niet (helemaal goed) ingebouwd.

[apa]

Voor zover mijn info klopt is er helemaal niks mis met AMD's temperatuur-diode hoor. Alle AMD CPU's met Palomino of Morgan core beschikken over een temperatuur-diode, net zoals de Intel CPU's.

Bij Intel is het echter de CPU zelf die beslissingen neemt gebaseerd op de info weergegeven door de temperatuurdiode: bij de P3 gaat het systeem HALTen, bij de P4 wordt de snelheid verlaagd.

Bij AMD neemt de CPU de beslissingen niet zelf. AMD heeft ervoor gekozen dat derden maar de beslissing moeten nemen om de snelheid te verlagen, te HALTen of gewoon door te gaan. De derde die de beslissing neemt zou het moederbord kunnen zijn, maar ook software bv.

Voor zover ik weet heeft Tom (Tom's Hardware) geen software gedraaid om de temperatuur te controleren of erop te reageren. Daaruit volgt dat men geen conclusies kan trekken uit het al dan niet goed functioneren van de diode.

[Olaf van der Spek]

Volgens mij werd er bij TomsHardware geconcludeerd dat de diode van de AMDs te langzaam is om snelle temperatuurveranderingen door te geven.

[GA!S]

Als je proc al doorfikt zodra je hem in je moederbord stopt, zijn er weinig processen buiten de proc die dat ding nog stil kunnen zetten.. (tegen de tijd dat je BIOS je temp uit gaat lezen is je proc al in rook op gegaan....)

[Beaves]

Hoe verhoudt deze informatie zich tot het filmpje wat we eerder zagen, waarbij de AMDs verschrikkelijk doorfikten bij ontbreken van koeler en de Intels slechts vertraagden of vastliepen?

Niet, dat artikel ging over hitte beveiliging van CPU's, niet over de verpakking.

Dat de AMD's doorfikten lag aan het feit dat de TB geen interne diode heeft die de boel in de gaten houd en dat de diode in de MP de temp. stijging niet kon bijhouden waardoor de CPU's doorfikten. Dat lag dus niet aan de verschillende behuizingen.

[Cookie]

Nou, in zoverre, dat uit beide verhalen blijkt dat Intel erg veel aandacht aan de kwaliteiten van z'n packaging en beveiliging van z'n CPU's doet.

[lairnoc]

Idd dit is nu eens eindelijk een artikel waar heel duidelijk ook voor een leek instaat hoe het een en ander in elkaar zit! Ik vind dit zeer interessant!
way to go!!!

[Damusic2me]

mooi stukje werk intel!
en imho ook een absolute noodzaak, de afstand naar je socket wordt weer iets kleiner, wat alleen maar goed kan zijn ivm storingen.
daarnaast gaat die afstand natuurlijk ook bij hogere snelheden steeds meer mee tellen.. hoe groter de afstand, des te meer signaal verlies
maar hoe zijn ze nu van plan dit te gaan koelen?
ik bedoel je sluit silicon behoorlijk in zo.. mischien een thermisch goed geleidende core?

[procyon]

Eindelijk weet ik nu waar dat groene laagje rond de core voor bedoeld is..
Ik het er vaak naar gekeken en dacht toen "Tsjonge jonge... Dat ziet er toch niet netjes uit??.).

[NiGeLaToR]

Misschien dat ze ook ooit nog temp gestuurde peltiers in de cpu's gaan inbouwen.. dat zou ook wel fijn moeten gaan werken. Of zijn peltiers dan beperkend voor de levensduur van de cpu?

Ik hoop dat er een 'uitvinding' komt op het gebied van pc's maken die het mogelijk maakt om weer zonder extra koeling een pc te hebben. Je merkt aan de hoeveelheid warmte die zo'n pc tegenwoordig produceert dat het einde van deze manier van produceren in zicht begint te komen. Er komt onevenredig veel warmte vrij.. wacht maar tot de gemiddelde milieu freak ontdekt dat zijn pc meer energie verbruikt dan zijn koelkast, vrieser en koffie zetter bij elkaar.

[Floor-is]

Ligt het aan mij of lijkt dit artikel verdomd veel op het artikel van ZDnet van afgelopen maandag?

http://news.zdnet.co.uk/story/0,,t275-s2096781,00.ht ml
Gaat over precies hetzelfde, het enige dat ongeveer mist zijn de afbeeldingen

[zonoskar]

"the silicon is actually integrated into the die"

Huh? ik dacht dat het silicon juist de die was? Iemand??

[Atomsk]

Interessant en een pluspunt voor Intel dus, maar AMD kan altijd nog een licentie kopen als ze deze technologie echt nodig hebben. Of ze maken er zelf een variant op. Vijf jaar is trouwens erg lang: Intel kan in principe over 2 jaar wel failliet zijn of er komen andere ontwikkelingen die deze technologie weer overbodig maken.

edit:
Heheh, als ik zo naar de moderatie kijk, had ik beter "Intel R0x0Rz" kunnen posten

Ik beweer niet dat Intel failliet gaat, ik bedoel alleen te zeggen dat er erg veel gebeuren kan in 5 jaar en dat het veels te vroeg is om te zeggen dat Intel hiermee straks een voorsprong heeft op AMD.

[Anoniem: 7678]

Denk niet dat je intel binnen 2 jaar kapot krijgt.

Intel heeft zo gruwelijk veel geld, en ze zitten in zoveel verschillende markten, dat ze echt niet zomaar in een paar jaar van de markt verdwijnen.

AMD ook niet, maar wel sneller dan intel, AMD zit nu al in een moeilijke positie, maar toch zitten ze ook in meerdere markten, dus zullen ze ook niet zo snel verdwijnen

[Beaves]

Vijf jaar is trouwens erg lang: Intel kan in principe over 2 jaar wel failliet zijn of er komen andere ontwikkelingen die deze technologie weer overbodig maken.

Dat Intel over twee jaar falliet is, kan gewoon niet vanwege de grote financieele reserves van Intel.

En natuurlijk is 5 jaar een lange tijd, maar dat kosten de meeste ontwikkelingen hoor, je ontwikkeld niet ff binnen een jaar iets compleet nieuws. En natuurlijk kunnen andere ontwikkelingen deze nieuwe overbodig maken, maar als je zo gaat denken hoef je helemaal niets meer te proberen.

En ff over het licenceren van de nieuwe BBUL techniek van Intel, Intel weet nog niet of ze de techniek gaan licenceren, als ze dat niet doen kan AMD deze techniek niet gebruiken.

[Beaves]

als intel geen licentie erop neemt, kan AMD het juist wel gebruiken

Licenceren != pattent!

Intel heeft op de nieuwe techniek een pattent en daardoor mogen andere bedrijven zonder toestemming (licentie) die techniek niet gebruiken. Op dit moment weet Intel dus nog niet of ze licenties gaan verkopen aan andere bedrijven.

[Byte_Me]

volgens mij verwar je licenseren met patenteren Hawks. Intel hoeft zijn eigen technologie niet zelf te licenseren.

[real[B]art]

Volgens mij wordt er bedoeld dat Intel al dan niet licensies uit gaat geven, aan bijvoorbeeld AMD.
Lijkt me vrij vanzelfsprekend dat ze voor hun eigen techniek geen licensie nodig hebben

[edit] typo<div class=r>[Reaktie gewijzigd door real[B]art]</div><!-- end -->

[mullah]

Het zou kunnen dat intel de patenten onderbrengt in een speciaal bedrijf en daar zelf dan de licenties van koopt.. (dan krijg je wel een eng rambus achtig bedrijf)

Je kunt je kennis bijvoorbeeld verkopen (in een keer een smak geld) aan een onafhankelijk bedrijf, dat dan als een soort leasemaatschappij weer licenties aan jou uitgeeft, of je kunt een speciaal dochterbedrijf in het leven roepen waar je dan deer de winst van het licenceren kunt incasseren (een langere stroom centjes)

Op die manier kun je misschien meer geld verdienen aan je technologie doordat je dat dan eventueel ook aan concurrenten kunt verkopen.