0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Будущее процессорных упаковок: BBUL упаковка от Intel

Будущее процессорных упаковок: BBUL упаковка от Intel

Часто случается, что важным вещам не уделяется должное внимание. Взять, к примеру, статьи о процессорах. Там вы можете прочитать практически все о процессорах — узнаете о кристалле, об архитектуре процессора, познакомитесь с кэшем, с интерфейсом шины, с тактовой частотой: Список можно продолжать долго. Когда же дело касается факторов, влияющих на производительность и надежность процессоров, разговор идет в основном о технологическом процессе. Но и в этом случае мы читаем лишь о том, какого размера будет кристалл, каким ожидается выход годных кристаллов и каким будет размер элемента. Здесь мы упускаем из виду один из самых важных моментов, ключ к стабильности и производительности чипа, фактор, влияющий на возможность разгона чипа.

Процессор можно условно разделить на две основные части: кристалл (собственно, сам процессор), и упаковку, которая соединяет это ядро процессора со внешним миром. Именно от упаковки процессора зависит насколько высокой будет тактовая частота процессора, равно как и частота FSB. Вы спросите: как с помощью упаковки можно управлять тактовой частотой? Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте пополним наши знания об упаковке процессора.

Анатомия упаковки

Рассмотрим современный процессор — например, AMD Duron, работающий на тактовой частоте 1ГГц.

В центре чипа находится то, что обычно называется «ядром». Это тот кусок кремния, в котором и происходят все вычисления, запросы на загрузку и хранение, ветвления.

В нашем случае, кремний связан с остальной частью чипа (обычно обозначаемой термином «упаковка») по технологии flip-chip — «перевернутое ядро». Технология получила такое название потому, что видимая часть ядра на самом деле является его дном, ядро процессора перевернуто вверх тормашками, чтобы обеспечить прямой контакт с радиатором кулера для лучшей теплоотдачи — важной детали с учетом того количество тепла, которое выделяет современный процессор.

С невидимой стороны находится сам «интерфейс» — соединение кристалла и упаковки. Представьте, на крошечной пластине кремния нашего Duron находится 25,18 миллионов транзисторов, и часть из них надо соединить с упаковкой, где находятся ножки процессора — для связи с внешним миром. Соединение ядра процессора с его упаковкой в нашем случае выполнено с помощью столбиковых выводов («Solder Bumps»). Часто их просто называют выводами (bumps). В нашем конкретном случае таких выводов на нижней части кремния — около трех тысяч. Для сравнения в Pentium 4 таких выводов около пяти тысяч, а в Intel Itanium — около семи с половиной тысяч выводов. Конечно же, размер выводов крайне мал, а их расположение точно вымерено. С увеличением сложности самого процессора, сложнее становится и размещать эти выводы. Запомните этот факт, впоследствии мы еще вернемся к нему.

Так как вся работа процессора выполняется на кристалле, здесь рассеивается довольно большое количество тепла. Если во время работы процессора прикоснуться к его упаковке, она не покажется вам слишком горячей, но если бы вы задели ядро процессора — вы бы почувствовали разницу. Такая разница в температуре становится причиной некоторых проблем. Как вы знаете, в зависимости от температуры, тела имеют обыкновение сжиматься и расширяться. Поэтому если ядро работает при температуре 50 градусов, а упаковка нагрета лишь до 27, скорее всего возникнут проблемы — ядро будет расширяться с одной скоростью, а упаковка — с другой. Если не принять это во внимание, что-нибудь может просто-напросто треснуть.

Настал черед поговорить о голубом или красном веществе, окружающем ядро. Можно заметить, что оно закрывает ядро со всех сторон, и даже «размазано» несколько дальше. Это вещество называется недоливком (Underfill). Вещество это предназначено для уменьшения давления, и находится оно между ядром и упаковкой, а также вокруг основания соединения ядра с упаковкой — для компенсации разницы температур. Так как это недоливок играет определенную роль при соединении ядра с упаковкой, проблемы с этим веществом могут стать причиной дефекта процессора. Это как раз тот случай, когда на качество ядра жаловаться не приходится, но качество самого процессора оказывается удручающим.

И, наконец, мы добрались до материала, из которого выполнена сама упаковка или подложка. В нашем случае, упаковка выполнена из керамики, но в процессорах Intel начиная с P54C (последние версии Pentium Classic) упаковка сделана из органических веществ — от этого она становятся легче, кроме того, у них появились и другие преимущества. Но об этом позднее.

Связь с внешним миром

Итак, мы выделили основной источник проблем в современных упаковках — ограничение на количество столбиковых выводов, используемых для соединения ядра и упаковки. Пока эта проблема стоит не так остро, но через несколько лет она может доставить достаточно хлопот. Ниже мы рассмотрим способы решения этой проблемы.

Теперь мы знаем, что данные попадают с ядра процессора на подложку через столбиковые выводы. Что с ними происходит дальше? Дальнейший путь лежит через сотни контактов снизу процессора, но прежде чем попасть на эти выводы, сигнал должен пройти через саму упаковку.

Для примера возьмем процессор Pentium III в корпусе FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array). У этого процессора можно заметить линии на подложке. Так как процессоры усложняются, количество кремния уменьшается (совершенствуется технологический процесс), возрастает сложность и стоимость компоновки проводников на подложке, от ядра к ножкам процессора.

Следующее ограничение — в сущности самой упаковки: ядро находится сверху, контакты — снизу, это значит, что прежде чем сигнал попадет из ядра на контакты, он должен как-то пройти саму упаковку. Если бы мы могли видеть сквозь подложку, то в увеличенном виде то пространство, которое должен преодолеть сигнал, выглядело бы как слоистая диаграмма (на рисунке чуть ниже).

На вершине подложки находятся крепежные площадки, которые соединяют столбиковые выводы с кристаллом. Место в нижней части подложки предназначено для ножек, центральная же часть этого бутерброда представляет собой то, что мы называем сквозными микро-перемычками (micro-vias) или просто перемычками. Эти перемычки буквально соединяют верхнюю и нижнюю части упаковки. В современных процессорах насчитывается до 10 000 таких микро-перемычек, а пройдет ещё немного времени (несколько лет), и этих перемычек станет в 3-5 раз больше.

К чему весь этот разговор?

Из всего сказанного следует логичный вывод — для будущих процессоров нужны новые технологии упаковок. Процессоры будущего станут ещё сложнее, потребуются более эффективные методы соединения ядра с подложкой, размеры кристаллов будут уменьшаться, при этом компоновка проводников лишь усложнится. А тем временем будет увеличиваться тактовая частота процессоров, а значит, будут изменяться и требования к точности самой упаковки.

С увеличением тактовой частоты, от производителей чипов можно ожидать развития упаковочной технологии. За примером далеко ходить не обязательно: впервые процессор AMD — Athlon XP — использует подложку из органического вещества. Довольно долгое время AMD изготавливала подложки из керамики, тогда как её конкуренты в лице Intel уже давно использовали для этих целей органические вещества. Переход с керамики был обусловлен необходимостью увеличения таковой частоты процессоров линейки Athlon.

Кроме того, растет и частота системной шины. Например, частота шины ядра Intel Northwood (Pentium 4 по технологии 0,13 мкм) составит 533 МГц, частота шины Intel Prescott — 800 МГц, а объявленная частота шины Intel Tejas — 1,2 ГГц.

AMD тоже не дремлет. Говорят, частота системной шины их процессоров Hammer составит 800 МГц. Поэтому нисколько не удивительно было бы то, что одной из причин введения упаковки из органических веществ являлось бы стремление AMD улучшить работоспособность и стабильность процессоров Hammer.

Но вспомните старую молву о неустойчивой работе Palomino с частотой системной шины 133МГц. Скорее всего, именно это и стало причиной перехода с керамических упаковок на органику.

Экономика должна быть экономной

Все вы наверняка не раз слышали о том, что «компьютеры работают лишь с ноликами и единичками». На самом деле, процессор выполняет массу работы — он анализирует напряжение на различных комбинациях транзисторов, и определяет нолик или единичку в зависимости от значения этого напряжения (высокое оно или низкое, например, 5В или 0В).

Теперь давайте посмотрим, что случилось с напряжением за последнее время. Несколько лет назад, напряжение ядра процессоров Pentium 60/66 МГц составляло 5 В, в современных процессорах оно опустилось ниже 1,75 В. Из-за такого постоянного снижения напряжения разница между положениями «есть сигнал» и «нет сигнала» становиться очень незначительной, что и позволяет различного рода помехам из ноликов делать правдоподобные единички. Все это приводит к нестабильности и к сбоям в работе.

Выход из этой ситуации достаточно прост: добавить конденсаторы, чтобы отфильтровать шумы. Единственная проблема с таким «простым» решением в том, что располагаться эти конденсаторы должны достаточно близко к ядру, и зависит это расстояние, как вы уже наверно догадались, от упаковки. Именно поэтому мы наблюдаем конденсаторы — они находятся с нижней стороны процессора Pentium 4 и Athlon XP, прямо под ядром.

Безударно наращиваемый слой (Bumpless Build-Up Layer): будущее упаковочной технологии

Хотя AMD не раз показывала свое преимущество в производительности над Intel, превзойти Intel по части производственной базы ей не удалось. В частности, у Intel существует специальное подразделение, занимающееся исключительно упаковкой для процессоров будущего. Intel не раз заявляла о миллиарде транзисторов в чипах с частотой за 10 ГГц, поэтому неудивительно, что около тысячи человек занимается лишь технологиями упаковки. Подразделение Intel по разработке сборочных технологий (Assembly Technology Development) насчитывает 900 человек, большинство из них трудится в Аризоне. Именно здесь рождаются новости упаковочных технологий.

Хотя новая технология безударно наращиваемого слоя (Bumpless Build-Up Layer, BBUL) от Intel вряд ли будет внедрена в производство в ближайшие 5-6 лет, несомненно, будущее именно за ней. Красота этого решения в том, что кристалл будет интегрирован в подложку. При производстве процессоров по технологии BBUL сначала будет создан первый слой упаковки, и одновременно в эту упаковку будет запечатана уже проверенная кремниевая пластина. Вспомните о проблемах с плотностью расположения столбиковых выводов. В новой технологии подобных проблем не возникнет — этих выводов просто не станет. Кремниевая пластина будет заключена непосредственно внутри корпуса. Ещё одно достоинство такого решения: так как ядро больше не выступает за положку, уменьшается вероятность порчи ядра вследствие неаккуратной установки кулера. Впрочем, Intel уже заявляла, что они вероятно продолжат использовать распределители тепла, так что в любом случае вы не повредите кристалл.

Кроме того, в результате такого решения становится возможным размещать конденсаторы на дне процессора ближе к ядру, отчего повышается эффективность доставки энергии (снижается потребляемая мощность). Становиться тоньше и сама упаковка, причем, судя по изображению, намного тоньше. Отметим, что прототип BBUL чипа использовал ядро, сравнимое по размеру с Intel Northwood 0,13 мкм и выводов он не имел. Вероятнее всего, у коммерческих образцов ножки появятся. За фотографии поблагодарим Intel Corporation.

Читать еще:  Pinebook Pro: 200-долларовый ноутбук на базе Linux


Слева: Прототип BBUL чипа, справа: кредитная карточка


Слева: Чип Pentium 4, справа: прототип BBUL чипа

Кроме того, с подобными упаковками нетрудно создавать многоядерные процессоры. Одна из главных проблем при создании такого рода процессоров заключается в том, что тестировать такой процессор необходимо уже в собранном виде. И если при тестировании выявлялся брак одного из ядер, будет отбраковываться весь процессор (похоже, что AMD со своим SledgeHammer скоро столкнется с этой проблемой). Новая же технология позволяет встраивать ядра на отдельные подложки, и затем соединять их высокоскоростной внутренней шиной. При этом достигается и высокая производительность, равно как появляется возможность индивидуальной отбраковки ядра перед сборкой ядер в один процессор.

Определенно, новая технология Intel BBUL — это большой шаг вперед в упаковочной технологии. Она еще поработает на благо всех производителей, так как она позволяет упаковывать чипсеты, встраивать высокопроизводительные графические ядра в северные мосты, и даже обеспечивать производительный L3 кэш, встроенный в упаковку многоядерных процессоров.

На рынок хлынули поддельные топовые процессоры Intel

Фальсификат в Amazon

В интернет-магазине Amazon.de зафиксирован случай продажи поддельного процессора Intel нового семейства Coffee Lake Refresh, представленного в конце 2018 г.. По информации немецкого компьютерного журнала c’t, один из его читателей приобрел в Amazon новенький процессор Intel Core i5-9600K, но вместо него получил искусно замаскированный чип образца 2006 г. Core i5-9600K – самый дорогой в линейке i5 Coffee Lake Refresh – его рекомендуемая стоимость на момент релиза составила $263 (17,3 тыс. руб. по курсу ЦБ России на 12 марта 2019 г.).

По словам покупателя, на Amazon он заказал несколько комплектующих для сборки настольного компьютера, и с остальными компонентами проблем не возникло. Подлог вскрылся на этапе установки процессора в сокет материнской платы – он банально не подошел к разъему, так как имел иное число контактов.

Качественная подделка

Обнаружить подмену еще на этапе получения заказа читатель c’t не мог, так как процессор приехал в полностью оригинальной запечатанной упаковке Intel, и никаких сомнений в его подлинности не возникало. Маркировка на теплообменнике (металлической крышке, закрывающей кристалл) гласила, сто это именно Core i5-9600K под сокет LGA 1151v2, но на деле в руках покупателя оказался процессор Intel Pentium 4 631 под сокет LGA 775.

Фактически, отличить один чип от другого смогут лишь опытные пользователи, регулярно занимающиеся сборкой компьютеров или заменой комплектующих. Форма теплообменника у процессоров практически идентичная, и догадаться подмене можно лишь по явно меньшему количеству контактов, и то уже исключительно после покупки – нижняя часть процессора в фирменной упаковке Intel скрыта от глаз покупателей

Оригинальная маркировка на Pentium 4 была удалена механическим способом, и вместо нее нанесена прозрачная пленка с новыми данными. На фотографии видны различия в шрифтах, но обычные пользователи едва ли придадут этому значение при покупке.

Комментарий Intel

Журналисты c’t сообщили о случившемся Intel, однако чипмейкер не смог дать внятных объяснений, как в розницу могли попасть поддельные процессоры нового семейства. По словам представителей компании, приобретать ее процессоры следует исключительно у официальных ретейлеров, поскольку поддельные чипы нередко всплывают в ассортименте мелких магазинов. Тут следует отметить, что Amazon, в том числе и его немецкое представительство Amazon.de, тоже относится к числу авторизованных ретейлеров.

Реакция Amazon

В отличие от Intel, магазин Amazon подошел к решению проблемы более ответственно. Было проведено внутреннее расследование, показавшее, что поддельный Core i5-9600K вернул в магазин один из покупателей. Он приобрел оригинальный чип, аккуратно извлек его из упаковки без повреждения последней и не менее аккуратно поместил в нее свой Pentium 4 с заранее фальсифицированной маркировкой.

После проделанных манипуляций злоумышленник сдал процессор обратно в Amazon — его приняли как раз по причине невскрытой упаковки. Далее чип был отгружен следующему покупателю, коим и оказался читатель журнала c’t.

Финал истории

Представители Amazon не стали уточнять, единичный ли это случай, или же на складах магазинов были найдены и другие процессоры Intel или AMD. Также неизвестно, был ли найден покупатель, подменивший современный чип на его предка из 2006 г.

Что до покупателя, обратившегося в c’t, то Amazon вручил ему подлинный Intel Core i5-9600K, а вместе с ним – купон на 50 евро и модуль оперативной памяти DDR4 на 8 ГБ в качестве компенсации за моральный ущерб.

Предприимчивые американцы

Процессоры Intel подделывают не только в Германии – в феврале 2019 г . фальсифицированные чипы этого производителя были обнаружены в военном оборудовании США. В ходе проведенного расследования выяснилось, что вина лежит на компании PRB Logics Corporation и ее основателе – предпринимателе из Калифорнии Рогелио Васкесе (Rogelio Vasques).

На протяжении семи лет, с 2009 г. по 2016 г., бизнесмен закупал в Китае устаревшие, бывшие в употреблении и даже отбракованные чипы по низким ценам и затем перепродавал их субподрядчикам, которые, в свою очередь, реализовывали микросхемы конечным потребителям. В списке клиентов были и американские военные ведомства. Васкес заранее договорился с китайцами о подделке маркировки на приобретаемых им процессорах, и в итоге никто, кроме него и представителей китайской стороны, не был в курсе подлога.

Процессоры Intel, лидера рынка, подделывают достаточно часто, но и AMD иногда тоже страдает от действий злоумышленников. В 2017 г., по информации портала PC Gamer, все тот же Amazon продал нескольким покупателям процессоры AMD Ryzen 7, на деле оказавшиеся бюджетными чипами Intel Celeron. Как и в случае с читателем c’t, упаковка этих процессоров казалась невскрытой, а на них самих была спилена оригинальная маркировка с последующим нанесением прозрачной пленки с новыми поддельными данными.

Будущее процессорных упаковок: BBUL упаковка от Intel

За последние 60 дней ни разу не выходила

Статистика

Интересные компьютерные новости

IO-Data: внешний записывающий привод

Компания представила внешний CD-RW дисковод CRWP-i24B/US2, поддерживающий новый интерфейс USB 2.0, скоростная формула: 24/10/32. Устройство оснащено технологией Shock-BP, предотвращающей порчу диска при возникновении вибрации. Устройство определяет вибрацию и на время прекращает запись. Цена — $230.

Теперь уже и кулеры модернизируют


Thermaltake выпустила Storm Orb — своеобразную половинку от Dragon Orb. Половинка модернизирует следующие кулеры:
Chrome Orb
Mini Chrome Orb
Golden Orb
Mini Golden Orb
Indigo Orb
Dragon Orb
Mini Copper Orb
При модернизации вы удаляете старый вентилятор, и прикручиваете половинку к верхней части старого кулера. Саморезы прилагаются. Ну а после этого мы можем наслаждаться возросшим охлаждением, равно как и повышенным шумовым фоном.

AMD и Intel снижают цены
На этой неделе произошло очередное снижение цен у AMD и Intel. Вряд ли имеет смысл приводить конкретные цены, смотрите в магазинах. Снижение небольшое, 5-20%. В основном подешевели старшие модели.

SiS: новые подробности о SiS 740 и 745

Компания, по всей видимости, решила ускорить выход новых чипсетов для платформы AMD. SiS 745 представляет собой обновленный вариант SiS 735. Чипсет будет выполнен в виде одной микросхемы. Северный и южный мост в чипе будут соединены шиной Multi-Threaded I/O Link с пропускной способностью 1,2 Гбайт/с. Чип поддерживает DDR333 память и содержит интегрированный контроллер IEEE-1394A, не говоря уже об интегрированном 10/100 Мбит/с Fast Ethernet или 1/10 Мбит/с HomePNA 1.0.

SiS 740 содержит интегрированную видеокарту SiS 315 с архитектурой UMA. Северный и южные мосты реализованы в отдельных чипах, связь между ними осуществляется шиной MuTIOL с пропускной способностью 533 Мбайт/с. Графическое ядро оснащено двумя конвейерами рендеринга с двумя текстурными модулями на каждом. Плюс аппаратный T&L. Внешнее AGP не поддерживается, встроенное видеоядро использует AGP8X.
Что ж, ждем официального выхода.

Чипсет i845-D в ноябре
Тайваньские производители сообщают, что уже в ноябре Intel начнет поставлять DDR версию чипсета i845 для Pentium 4. Пока что лишь доступна медленная SDRAM версия. Официальная цена i845-D составит $42.

Новый чипсет от VIA для Pentium 4 с интегрированной графикой

VIA официально объявила о выпуске варианта P4X266 — P4M266 с интегрированным видеоядром S3 Graphics ProSavage8 (128-битный 3D/2D движок, 32 Мб кадровый буфер, DVD DXVA Motion Compensation, AGP 8х). Чипсет поддерживает до 4 Гб памяти DDR SDRAM (PC1600/2100), южный мост поддерживает ATA133. Плюс существует возможность использования внешнего AGP 2x/4x видео.
Что ж, сейчас должны появиться и материнские платы от VIA на этом чипсете.

USB адаптер для Toslink

Японская компания Onkyo объявила о начале продаж в декабре USB адаптера UD-5 для подключения бытовой аппаратуры по оптике. Частота семплирования может составлять как 44,1 кГц и 48 кГц. Цена пока неизвестна.

Google будет фотографировать страницы
Одна из лучших (а на мой взгляд, лучшая) поисковая машина Google вскоре добавить новую функциональность. Рядом с найденными текстовыми отрывками будут выводиться снимки страниц для лучшего представления о виде и качестве ресурса.

Вышел Netscape 6.2
Вышла новая версия браузера Netscape 6.2. Добавлена поддержка Mac OS и Windows XP. Изменен графический интерфейс. Скачать можно здесь

Вышла ICQ 2001
Появилась новая официальная версия ICQ 2001b Beta v5.15 Build #3633. Улучшена функциональность, добавлены новые возможности и т.д. Однако под Windows XP наблюдаются некоторые «глюки» — русские сообщения приходят в неудобоваримой кодировке. Из новых возможностей следует отметить возможность хранения контактов на сервере. Скачать программу можно здесь

Субъективная линия

Система водяного охлаждения на базе блока MCW-462 от Swiftech

Опыты автора по использованию водяного охлаждения. Забавно.

Будущее процессорных упаковок: BBUL упаковка от Intel

Рассказ про новую упаковку процессора, когда кристалл вращивается в подложку. В статье вы также узнаете и про причины, приведшие AMD к использованию органической упаковки в Athlon XP.

Ноутбук Acer TravelMate 610

Любопытный обзор ноутбука на Pentium III 800.

RDF2001 — что нам Rambus готовит

Вы думали, что Rambus занимается только RDRAM? Заблуждались. В статье рассказывается про новую технологию Yellowstone, а также и про другие тенденции.

Мышь Maxxtro RF Optical

Оптическая беспроводная мышь с базой-зарядкой.

Red Faction

Марсианская 3D стрелялка.

Max Payne в роли бенчмарка

Хитрые программисты Max Payne изначально не предполагали использование игры в качестве теста, отсылая к 3DMark 2001. Но на каждую хитрую. В общем, читайте.

iXBT
К сожалению (а, может, к счастью) с сайта ушел лучший аналитик — Андрей Ященко. Сейчас его знаменитые «Итоги» будут доступны пользователям на www.3dnews.ru. Судьба других статей пока не известна.

Активная 5.1-акустика SVEN 988
С орфографией у автора явные проблемы. Конечно, я стараюсь не обращать внимание на ошибки, но сочетание «бабин с лентами» меня убило. Здоровые такие бабины, да еще и с лентами. Наверное, автоматными. И жаргонизм на бульварном уровне. Впрочем, ладно, отвлеклись. Нужна ли качественная акустика компьютеру? Ответ — в статье. Равно как и обзор 5.1 колонок. «В качестве замены дорогой Hi-Fi акустики — не дотягивает, однако в качестве акустики для просмотра MPEG4, VCD или DVD фильмов (с вариациями на тему Dolby Digital 5.1) — однозначный must have, для музыки — больше подойдёт для коллекционера MP3, нежели для ценителя записей с живыми исполнителями. Как набор для 5.1-звука в играх под хорошую карту — также «зашибись»!» Так и хочется добавить — и все «зашиблось».

Читать еще:  Call of Duty: Warzone — путь к победе лежит через GULAG

Телефоны, проигрывающие музыку, а также мр3-приставки для них
В последнее время у людей растет интерес к гибридным устройствам, в частности, к телефонам с реализацией MP3 плеера. Ну а также, оказывается, существуют и внешние приставки для аналогичных целей. Статья любопытна.

SPD: схема последовательного детектирования
Для чего на памяти ставят микросхемы SPD? Статья технически нагружена, так что вряд ли подойдет среднему читателю. Если вы считаете себя специалистом — можете ознакомиться.

К вопросу о переходе количества в качество и обратно
Жаль, совершенно бессмысленный заголовок. Статья написана в оригинальном стиле и рассматривает больную тему — сравнение GeForce3 и Radeon 8500. Однако автору совсем не помешало бы толковое и ясное заключение.

iТоги октября 2001 года
Итоги от Владимира Романченко. Я так надеялся, но увы. Автору далеко до Андрея Ященко, очень далеко. Не видит ни второстепенного, ни главного. В результате у него возникает желание объять необъятное, которое приводит к стандартному винегрету. Вывод: отвратительно, как если бы «новое» НТВ решило создать второго Шендеровича. Но мы то с вами знаем, где соль, и будем читать оригинал здесь. Если вы думаете иначе — ваше право.

iPAQ 3150: записная книжка нового века
Обзор карманного компьютера от Compaq с монохромным экраном и 16 Мб памяти. Меня позабавило название «палка-тыкалка» для соответствующего устройства.

DVD-ROM — практическое сравнение
Тестирование 12x приводов AOpen DVD-1240/AMH, ASUS DVD-E612, MSI MS-8212 и Hitachi GD-7500. На любителя.

iXBT Рыбьи глаза или Canon EOS D30 со сверхширокоугольными объективами «МС Зенитар-М» и «МС Пеленг»
Для специалистов по фотоделу статья будет любопытна. Остальным можно посмотреть на картинки, забавные. «Существующая линейка объективов позволяет на существующих сегодня матрицах получить тот же угол охвата, что и в пленочной фотографии.»

Активные стереоколонки SPS-866A от F&D
Обзор недорогих колонок, имеющих сносное качество звучания.

CFerra
Зуб на зуб не попадает
Рассмотрение двух PCMCIA адаптеров BlueTooth: 3Com Bluetooth PC
Card 3CRWB6096 и Xircom Credit Card Bluetooth Adapter. Плюс сотовый Ericsson R520m со встроенной поддержкой.

Мышка-норушка
Обзор беспроводной оптической мыши Maxxtro. У меня дежавю.

Записки любителя
Если интересуетесь цифровой фотографией — рекомендую почитать. Интересные умозаключения.

Submarine
Тестирование системных плат с разъемом для процессора Socket 370
Обзор немалого количества плат на чипсетах VIA Apollo Pro133, VIA Apollo Pro266 и Intel 815EP. Ничего особо нового.

32 ядра в процессорах Intel не за горами

Согласно последним данным, процессорный гигант Intel на данном этапе разрабатывает монструозные 32-ядерные процессоры, которые, возможно, появятся в персональных компьютерах к 2010 году. Структура грядущих чипов такова, что 32 процессорных ядра разделены на группы, или узлы, по четыре процессора в каждой. Узел может оперировать общим для входящих в него процессоров кэшем объёмом 3 MB, таким образом, суммарный объём кэша такого процессора составит 24 MB. Такая структура станет возможной благодаря применению технологии упаковки чипов BBUL (Bumpless Build-Up Layer, способ соединения слоёв без контактных площадок) которая важна для создания многоядерных процессоров не меньше, чем уменьшенный техпроцесс.

Новая технология упаковки должна решить целый ряд проблем, который возникнет ещё на этапе создания 16-ядерных процессоров. Благодаря BBUL станет возможным:
Дальнейшее увеличение числа ядер; увеличение тактовой частоты; добавление в упаковку новых типов микросхем (таких, как чипсеты или микроконтроллеры); уменьшение питающего напряжения; уменьшение индуктивных наводок и шумов; более тонкая и лёгкая упаковка; значительное уменьшение энергопотребления.
По словам Intel, современные технологии упаковки требуют слишком много рабочих слоёв, открывая доступ к процессорному ядру, что делает его более уязвимым для повреждений. Современная процессорная упаковка состоит из трёх слоёв – два медных, заключающих между собой полимерный, как в бутерброде. В полимерном слое лазером проделываются отверстия, которые затем заливаются медью, а ножки, при помощи которых процессор контактирует с разъёмом на материнской плате, прикрепляются к нижнему медному слою.

В новой технологии BBUL процессорное ядро встраивается в полимерный слой таким образом, что верхняя его поверхность остаётся открытой, так как один из слоёв меди удалён. Нижний же слой наращивается непосредственно на ядре процессора. При таком способе упаковке более не требуются контактные пластинки для того, чтобы закреплять ядро в упаковке. С увеличением числа ядер в упаковке контактные пластинки начинают служить ограничивающим фактором, поэтому переход на новую технологию оказывается неизбежен.

Следующим шагом на пути к заветным 32-ум ядрам в одном корпусе станет уменьшение размеров самих ядер. В частности, для уменьшения их размеров ядра будут лишены FPU (Floating Point Unit, устройство для выполнения операций с плавающей точкой). Математический сопроцессор будет представлять собою просто ещё одно ядро, заключённое в ту же упаковку, что и все остальные. В чём-то это напоминает откат назад, во времена процессоров Intel 80386SX, которые были последними на данный момент чипами, лишёнными встроенного FPU.

Наконец, для того, чтобы обеспечить переход на очередной техпроцесс (вероятно, он будет даже меньше, чем разрабатываемые сейчас 45 и 30 нм техпроцессы) необходима новая технология литографии. Наилучшим кандидатом на эту роль видится EUV, или extreme-ultraviolet lithography (экстремальная ультрафиолетовая литография), которая позволит уменьшить размеры затворов миниатюрных транзисторов.

Пока что ждать 16-ти и 32-ядерных процессоров нам осталось не менее 4-х лет, зато всего через полгода появится первый четырёхядерный процессор Intel Kentsfield, и, возможно, с небольшим промежутком его оппонент из стана AMD – Opteron серии G.

Новые процессорные корпуса с наращиваемыми слоями без контактных столбиков

Корпорацией Intel разработана новая технология монтажа микропроцессоров в корпусе типа BBUL (“Bumpless Build-Up Layer”). Слово bumpless в названии нового корпуса означает, что паяные контактные столбики (bumps) не применяются при креплении кремниевого кристалла к проводным выводам корпуса. Выражение build-up layers («наращиваемые слои») говорит о том, что корпус именно наращивается слоями вокруг процессорного ядра, а не изготавливается отдельно с последующим монтажем в него кристалла. Настоящий документ содержит подробный рассказ об этих двух принципиально новых принципах компоновки процессорного корпуса.

Корпус типа BBUL обладает целым рядом преимуществ по сравнению с применяемыми ныне технологиями. Во-первых, он тоньше и легче. Во-вторых, его электрические характеристики и параметры электропитания в ряде случаев выше. Наконец, технология BBUL позволяет смонтировать несколько микросхем (процессоров, запоминающих устройств и т.п.) в одном малоразмерном корпусе, обеспечивая при этом высокую плотность межсоединений.

Разработка корпуса нового типа вписывается в стратегическую цель Intel, направленную на создание во второй половине текущего десятилетия микропроцессоров с тактовой частотой порядка 20 ГГц, насчитывающих до миллиарда транзисторов. В этом смысле развитие технологии корпусного монтажа играет не менее важную роль, нежели достижения Intel в таких областях, как совершенствование транзисторной архитектуры, межкомпонентных соединений, диэлектрических узлов и технологий литографии. Любой технологический прорыв Intel в этих и других областях подразумевает долгие годы упорного труда разработчиков и проектировщиков, прежде чем новая технология будет готова к запуску в серийное производство.

Современные корпуса микропроцессоров

Без корпуса полупроводниковый кристалл абсолютно бесполезен. Именно корпус служит проводником питания кристалла, через него осуществляется обмен данными между процессором и системной платой. Корпус отводит от транзисторов процессора тепло, обеспечивая их работоспособность при пиковых нагрузках, и он же защищает кремниевый чип от агрессивной окружающей среды.

Как видно из приведенной ниже иллюстрации, современные корпуса соединены с полупроводниковым кристаллом с помощью паяных контактных столбиков C4. В процессе изготовления кристалла эти соединительные контактные столбики C4 монтируются последними. Именно они обеспечивают подключение кристалла к корпусу.

Корпус, служащий проводником тока между соединительными контактными столбиками С4 и контактными выводами, расстояние между которыми гораздо шире, состоит из 3-х слоев. Средний слой, называемый ядром, представляет собой пластмассовую пластину с межслойными отверстиями (по которым вертикально проходят медные межсоединения). В верхнем и нижнем слоях корпуса имеется сетка из медных межсоединений, обеспечивающая правильный порядок подключения контактных столбиков С4 к соответствующим контактным выводам корпуса. Изготовление корпуса начинается с ядра, в котором лазером просверливаются наполняемые медью отверстия. Вслед за этим по обеим сторонам ядра наращиваются соединительные слои. Спецификации межслойных отверстий и соединительных слоев уникальны для каждого процессора.

После того, как контактные выводы присоединены к корпусу, процессор готов к установке в системную плату. В корпусах типа BGA (ball grid array – шариковая решетчатая матрица) роль контактных выводов играют шарики, присоединяемые к поверхности системной платы.

Технология монтажа процессоров в корпусе типа BBUL

В корпусе типа BBUL верхний соединительный слой и соединительные контактные столбики С4 отсутствуют – в них просто нет нужды. Вместо них кристалл встраивается непосредственно в ядро корпуса, вокруг которого требуется нарастить лишь нижний соединительный слой. Отсюда и название нового корпуса – Bumpless Build-Up Layer, т.е. «корпус с наращиваемым слоем без контактных столбиков».

Преимущества корпусов типа BBUL

Технология монтажа процессоров в корпусе типа BBUL обладает целым рядом преимуществ по сравнению с обычными корпусами:

  • Тонкий и легкий. Корпус типа BBUL тоньше обычного, потому что кристалл встраивается непосредственно в его ядро, а не прикрепляется к поверхности. А раз корпус тоньше, то, значит, он и легче. Значение этих качеств для малоразмерных конструктивов совершенно очевидно.
  • Производительность выше, энергопотребление ниже. Укороченные межсоединения отличаются более низкой индуктивностью. Кроме того, конденсаторы, расположенные со стороны контактных выводов (на рисунках они не показаны), находятся ближе к кристаллу, что облегчает снабжение его электроэнергией. Все это способствует повышению тактовой частоты, а значит, и производительности кристалла. С другой стороны, снижение электропомех позволяет уменьшить напряжение питания процессора. В свою очередь, уменьшение напряжения питания ведет к квадратичному снижению рассеиваемой мощности и, соответственно, к существенной экономии потребляемой энергии, что чрезвычайно важно для мобильного оборудования.
  • Высокая плотность межсоединений позволяет увеличить их количество. По мере усложнения конструкции процессоров и, соответственно, наращивания количества межсоединений возможности соединительных контактных столбиков С4 достигли своего предела. У корпуса типа BBUL эти возможности значительно шире.
  • Улучшенная маршрутизация сигнала от одной части кристалла к другой. Хотя современные корпуса тоже неплохо обеспечивают маршрутизацию сигнала внутри кристалла, отсутствие контактных столбиков С4 в корпусе типа BBUL обеспечивает более тесную межкомпонентную связь и улучшает ее качество. А это, в свою очередь, способствует наращиванию количества транзисторов в кристалле, а следовательно, и повышению его производительности.
  • Возможность размещения нескольких чипов в одном корпусе. Корпус типа BBUL позволяет разместить в нем несколько полупроводниковых кристаллов. Соединительный слой способен обеспечить не только подключение кристалла к выводным контактам, но и соединение между различными кристаллами. Это открывает поистине необъятные перспективы, например, возможность монтажа центрального процессора и набора микросхем в одном корпусе.

Оценка возможностей новой технологии

Intel только приступает к изучению возможностей такой великолепной технологии, как BBUL, с точки зрения формирования цепочки поставщиков и создания инфраструктуры, необходимой для ее широкого использования на коммерческой основе.

Всякий раз при освоении новых технологий возникает целый ряд чисто технических вопросов, которые требуют решения еще до начала массового производства. Да и сам технологический процесс нуждается в совершенствовании и отладке с тем, чтобы коэффициент выхода годной продукции достиг приемлемого уровня. Наконец, любая новая технология или изделие должны получить оценку со стороны как самой Intel, так и потребителей ее продукции.

Читать еще:  Научный дайджест. Выпуск №7

Картонная упаковка в экологически сознательном мире

Картон и пластик — два самых популярных упаковочных решения из материалов, пригодных для переработки. Представители обеих сторон отрасли выдвинули свои аргументы в пользу их развития в долгосрочной экологической и социально-экономической перспективе.

Картонные коробки для напитков доступны в различных формах и соответствуют различным целям в этом секторе упаковочной промышленности. Существует жесткая конкуренция за долю рынка; и некоторые системы явно лучше в том, что они делают, чем другие.

Тем не менее, меры государственного регулирования направлены на то, чтобы влиять на направление упаковочной промышленности по выполнению задач по переработке отходов и сохранению окружающей среды. Например, ПЭТ-бутылки являются предпочтительной системой выбора для газированных напитков, в то время как картонные коробки имеют проверенную репутацию в упаковке молока, фруктовых соков и других видов жидких пищевых продуктов как для асептического, так и для холодильного использования.

При выборе системы упаковки для жидких пищевых продуктов или напитков следует учитывать следующие принципы:

  • Соответствие целевому назначению
  • Устойчивые ресурсы
  • Эффективность транспортировки и хранения
  • Возможности печати
  • Переработка и воздействие на окружающую среду
  • Срок годности продукта

Если сравнивать две популярные системы упаковки, такие как пластиковые бутылки (полиэтилен низкой плотности, (ПЭНП)) и ПЭТ) и картонные коробки по этим принципам, то они обе подходят для этой цели.

Пластик зависит от нефтяных поставок — нефтяные ресурсы не являются устойчивыми или возобновляемыми. Картонные коробки производятся из высококачественного волокна из устойчивых лесных ресурсов (на месте каждого срубленного дерева высаживается еще несколько).

Пластиковые бутылки — это легкая, удобно транспортируемая форма упаковки (такая же рентабельная, как стеклянные бутылки, но легче в транспортировке), экономящая топливные ресурсы при транспортировке. Картонные коробки имеют квадратную или прямоугольную форму, легкие, что позволяет упаковывать больше в заданное пространство, и позволяют экономить топливо.

Графика на этикетках пластиковых бутылок может быть эффективной при узнаваемости бренда. Однако у картонных коробок больше графического потенциала, так как вся упаковка может быть покрыта высококачественной печатной графикой. Существуют определенные преимущества и недостатки как у ПЭТ, так и у картона.

Далее, по возможностям утилизации. Пластиковые бутылки могут быть переработаны с использованием установленных методов и маршрутов. Одной из основных проблем является просвещение и поощрение потребителей отделять и собирать бутылки для переработки. Добившись этого, необходимо учитывать логистику сбора и обработки. Вероятно, наибольшее значение имеет экономическая эффективность процесса — дешевле ли использовать чистый или переработанный ПЭТ?

Существует распространенное заблуждение, что картонные коробки не могут быть успешно переработаны. Однако схемы утилизации картона (действующие с 1990 года) показывают, что ЕС перерабатывает более 21 процента картонных коробок (успешные примеры включают Бельгию, Германию и Люксембург с 55 процентами, 65 процентами и 46 процентами, соответственно) и Канадой более 20 процентов. В ЕС поставлена конкретная цель 60-процентной переработки картона, которая будет достигнута в течение следующих 15–20 лет.

Картон изготавливается из высококачественного длинного волокна, которое может быть переработано для повторного использования благодаря использованию гидроразбивателей и сетчатых фильтров для отделения полимера и отходов фольги (бумага составляет основную часть упаковки).

Срок годности продуктов в асептически упакованных картонных коробках будет больше, чем в ПЭТ-упаковке, поскольку они исключают попадание света, что может вызвать химические изменения в продуктах. (Изменения цвета иногда происходят в ПЭТ-бутылках — молоко может получить неприятный привкус, если его оставить на свету.) Ошибочно думать, что картонные коробки устарели или находятся в упадке, поскольку они представляют собой современное прогрессивное направление упаковки.

Ресурсы и переработка

Производители картона гордятся устойчивостью лесных ресурсов, используемых при производстве картона. В недавних интервью с двумя крупными производителями, Potlatch Corporation из США и AssiDomän Frovi из Швеции, обе компании сразу упомянули об их устойчивых лесных ресурсах и экологически чистом производстве.

Крис Элскамп, руководитель проекта целлюлозно-бумажной промышленности в Айдахо корпорации Potlatch, говорит, что на заводе Potlatch в Айдахо ресурсы возобновляемы с помощью рационально используемых лесов. Более 85 процентов волокна, используемого в Айдахо для упаковки жидких сортов, получается с использованием других технологических процессов на лесопильных заводах.

‘В процессе используются остатки леса и другие отходы для производства более 65 процентов потребностей в энергии. Химикаты для приготовления пищи на перерабатывающем заводе также регенерируются для повторного использования, и процесс отбеливания не содержит элементарного хлора, что также полезно для окружающей среды ».

Бьярне Солберг (Bjarne Solberg), менеджер по развитию бизнеса по производству жидких картонов в Assi Doman Frovi, комментирует: «Картонные коробки для напитков изготовлены из первичного волокна, произведенного из устойчивых лесных ресурсов, и значимость переработки высока».

Ричард Дрешфилд (Richard Dreshfield), директор по продажам Potlatch, добавляет: «Ключ к успешной переработке заключается в том, что продукт должен иметь присущую ему ценность». Недавнее интервью с Эд Кляйн (Ed Klein), экологическим менеджером в Tetra Pak Inc, подтвердило их приверженность утилизации как асептической упаковки, так и упаковки с двускатным верхом («с гребешком») Гейбл Топ. Он утверждает, что: «Многие коробки Tetra Pak перерабатываются, и в настоящее время эта цифра составляет 12–13% во всем мире. Процесс сбора является наиболее важным фактором. В настоящее время 15 миллионов семей в США возвращают картонные коробки.

В основном это происходит в столичных районах, где процесс является более экономически выгодным и самодостаточным без вмешательства со стороны Tetra Pak. Tetra Pak — это компания, проводящая политику утилизации 25 процентов таких картонных коробок к 2008 году во всем мире. Это очень большое обязательство, учитывая, что каждый день они продают более 0,3 миллиарда картонных коробок.

Влияние на окружающую среду

Воздействие систем упаковки на окружающую среду необходимо рассматривать в целом. Как правило, потребитель сосредотачивается на переработке конечного продукта, но необходимо изучить каждую стадию, включая количество материала, использованного для упаковки, и энергию, используемую для его транспортировки.

Институт Tellus, независимая исследовательская фирма в США, опубликовала статью о воздействии различных упаковочных материалов на окружающую среду. В ходе исследования был рассмотрен весь жизненный цикл упаковки — от производства до использования и утилизации.

Исследование показало, что асептические картонные коробки являются одним из лучших вариантов упаковки для окружающей среды. Это происходит из-за принципа, называемого сокращением объемов отходов, когда асептические упаковки и коробки с двускатным верхом («с гребешком») Гейбл Топ изготавливаются с минимально необходимыми материалами с самого начала, и, следовательно, они создают меньше отходов в конце.

Асептические упаковки составляют 97 процентов продукта и только 3 процента упаковочного материала по весу. Это означает, что для производства, наполнения, транспортировки и хранения картонной асептической упаковки требуется гораздо меньше энергии, чем практически для любой другой сопоставимой упаковки.

Легкая, эффективная конструкция блока из картонной асептической коробки и способность сохранять напитки без охлаждения (благодаря отличным барьерным свойствам слоя алюминиевой фольги, толщина которого составляет всего несколько микрон) являются одними из ключевых факторов экономии энергии.

Энергозатраты на переработку

Стеклянные бутылки и металлические банки потребляют много энергии в процессе переработки, поскольку перед повторным использованием их необходимо расплавить. Большим исключением из этого являются схемы с многоразовыми бутылками минеральной воды и пива, переживающих свое возвращение в Европе (особенно в Германии), но, к сожалению, в Великобритании, где такие схемы использовались для многоразовых бутылок для пива, безалкогольных напитках и молока, выживает только схема с молочными бутылками, но и она находится в упадке из-за безразличия потребителей и определенного неудобства.

Бутылки с молоком можно мыть и повторно использовать восемь раз, прежде чем они будут считаться изношенными и будут расплавлены и повторно сформованы, тогда как бутылки с пивом могут быть использованы более 70 раз.

Картон может быть переработан с небольшим потреблением энергии (при процессе используется много воды, но это также может быть переработано), а также можно утилизировать отходы пластика и фольгу, но после их удаления остается мало бумаги, так что это тоже может быть не выгодно.

Новые продукты и преимущества

Картон, используемый для картонных коробок, имеет ламинированную структуру с полиэтиленовым покрытием снаружи, что обеспечивает целостность и защищает графическую печать. Картон формирует основную структуру упаковки со слоем алюминиевой фольги (возможно в сочетании с полимером) для асептических упаковок и полимерным покрытием для не-асептических упаковок.

Бьярне Солберг комментирует, что «качество картона, используемого для асептики, должно быть очень высоким и стабильным из-за строгости и эффективности процесса обработки, а также из-за высоких требований, предъявляемых к нему».

AssiDomän Frovi производит Frovi Liquid, высококачественный жидкий картон для конвертеров упаковки для напитков. Компания также производит Frovi Bright, Frovi Light и Frovi Carry, упаковочный картон для изготовления вторичной упаковки (контейнеров, рукавов и держателей).

Potlatch Corporation разработала новую картонную коробку для жидкостей под названием GablePak Gold, в которой на наружной поверхности используется мелованное покрытие, обеспечивающее превосходную поверхность для флексографической и других коммерческих высококачественных графических методов печати.

Это позволяет высококачественным продуктам премиум-класса выделяться среди стандартных коробок. Например, популярный японский производитель сакэ перешел на картонные коробки с двускатным верхом («с гребешком») для своего продукта. Марк Олеер (Mark Ohleyer), директор по маркетингу Potlatch, добавляет: «Серьезная проблема в проходах между полками в продуктовых магазинах состоит в том, что продукты имеют тенденцию выглядеть слишком похожими. GablePak Gold уникален тем, что предлагает высококачественную печатную графику и, следовательно, способствует дифференциации и отличительной идентификации бренда. Кроме того, в такой упаковке потребители ценят продукт, который связывает экологическую гармонию с высокой полезностью и красотой.

Конечно, картон — это еще не конец истории; эти ламинированные продукты также основываются на превосходных адгезивных системах склеивания бумаги с барьерными слоями на внешней и внутренней поверхностях. Henkel Technologies предлагает один из самых широких диапазонов адгезивов, доступных для ламинации упаковок из картона.

Естественный победитель

Олеер (Ohleyer) считает, что будущее картонной упаковки заключается в увеличении переработки материалов, устойчивых ресурсах для сырьевых материалов, увеличении доли на рынке, борьбе с традиционными представлениями о формах и типах упаковки (например, о перемещении большего количества продуктов в двухскатную («с гребешком») и асептическую упаковку — Примером является асептическая упаковка Tetra Recart, которая начинает оспаривать превосходство металлической банки на продуктовом рынке).

Бьярне Солберг (Bjarne Solberg) из AssiDomän Frovi считает, что будущее за возобновляемыми и устойчивыми ресурсами, высококачественным картоном, превосходной графикой и печатью на картонных коробках, выгодными затратами и хорошей логистикой.

Хотя установлено, что вторичная переработка всех типов упаковочных материалов возрастает, переработанные картонные коробки все равно будут лучше для окружающей среды. Расчетные цифры показывают, что для разрушения различных материалов в естественных условиях потребуется:

  • Стекло — миллион лет
  • ПЭТФ — 30000 лет
  • Металлические банки — 500 лет
  • Картонные коробки — пять лет

Картон не должен рассматриваться как выбрасываемый материал; содержащееся в нем волокно является высококачественным и ценным ресурсом, который может быть использован в большей степени, чем он уже используется. Двускатные («с гребешком») и асептические упаковочные системы обладают превосходными качествами, что позволяет им выполнять множество различных функций в мире упаковки.

Их полезность доказана, и их развитие продолжается. Они используют меньше ресурсов, чем другие системы; ресурсы, которые они используют, являются устойчивыми; они легче и эффективнее в транспортировке; они используют меньше упаковочного материала на единицу товара; и они являются эффективной асептической средой, то есть продукты не требуют охлаждения (энергосбережение).

В экологически сознательном мире картон является упаковочным материалом будущего.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector