CPU 리뷰는 복잡합니다. 성능 벤치마크에 도달하기 전에 실리콘, 다이, 패키지, IHS 및 sTIM과 같은 용어의 미로를 탐색해야 합니다. 설명이 부족한 많은 전문용어입니다. PC 매니아들이 가장 많이 이야기하는 CPU의 핵심 부분을 정의하겠습니다.
이것은 심층 분석을 위한 것이 아니라 신진 CPU 괴짜를 위한 일반적인 용어에 대한 소개라는 점에 유의하십시오.
실리콘으로 시작
10여 년 전 인텔은 원자재에서 완제품에 이르기까지 프로세서를 만드는 방법에 대한 기본 사항을 공유했습니다. CPU의 핵심 구성 요소인 다이를 볼 때 이 프로세스를 기본 프레임워크로 사용할 것입니다.
CPU에 가장 먼저 필요한 것은 실리콘입니다. 이 화학 원소는 모래에서 가장 흔한 성분입니다. Intel은 실리콘 잉곳으로 시작한 다음 웨이퍼라고 하는 얇은 디스크로 슬라이스합니다.
그런 다음 웨이퍼를 “거울처럼 매끄러운 표면”으로 연마하면 재미가 시작됩니다! 실리콘은 원자재에서 전자 강국으로 변모합니다.
실리콘 웨이퍼는 포토레지스트 마감 처리됩니다. 그런 다음 UV 광선에 노출되고 에칭되고 또 다른 포토레지스트 층을 얻습니다. 결국, 그들은 구리 이온으로 흠뻑 젖어 연마됩니다. 그런 다음 이 지점에서 웨이퍼에 존재하는 모든 작은 트랜지스터를 연결하기 위해 금속 층이 추가됩니다. (이전에 언급했듯이 여기서는 기본 사항만 다룹니다.)
이제 우리가 관심을 갖는 지점에 도달했습니다. 웨이퍼는 기능에 대해 테스트됩니다. 통과하면 다이(die)라고 하는 작은 직사각형으로 슬라이스됩니다. 각 다이에는 여러 처리 코어와 CPU의 캐시 및 기타 구성 요소가 있을 수 있습니다. 슬라이싱 후 다이를 다시 테스트합니다. 통과하는 사람들은 상점 선반으로 향합니다.
10세대 Intel Core 프로세서용 실리콘 다이.
그것이 전부입니다. 모든 프로세서의 핵심인 트랜지스터가 장착된 작은 실리콘 조각입니다. 다른 모든 물리적 부품은 작은 실리콘 조각이 제 역할을 하는 데 도움이 됩니다.
그러나 여기에 핵심이 있습니다. 사용하는 프로세서에 따라 CPU에는 하나 또는 여러 개의 실리콘 다이가 있을 수 있습니다. 하나의 다이는 코어 및 캐시와 같은 모든 프로세서 구성 요소가 한 조각의 실리콘에 있음을 의미합니다. 여러 다이 사이에 연결 재료가 있습니다.
특정 CPU에 단일 또는 다중 다이가 있는지 확실히 알 수 있는 쉬운 방법은 없습니다. 제조사 몫입니다.
Intel은 소비자 프로세서에 단일 다이를 사용하는 것으로 유명합니다. 이것을 모놀리식 디자인이라고 합니다. 모놀리식 설계의 장점은 모든 것이 동일한 다이에 있고 통신 지연이 거의 없기 때문에 성능이 더 높다는 것입니다.
그러나 동일한 크기의 실리콘에 점점 더 작은 트랜지스터를 포장해야 하는 경우에는 발전을 이루기가 더 어렵습니다. 또한 모든 코어가 작동하는 단일 다이를 생산하는 것은 더 어렵습니다. 특히 8개 또는 10개 코어에 대해 이야기할 때 그렇습니다.
여러 CCX를 사용하는 AMD Threadripper 프로세서의 레이아웃입니다.
이것은 AMD와 대조적입니다. 회사는 일부 모놀리식 프로세서를 만들지만 Ryzen 3000 데스크탑 시리즈는 현재 실리콘에 4개의 코어가 있는 더 작은 실리콘 칩렛을 사용합니다. 이러한 칩렛을 코어 콤플렉스 또는 CCX라고 합니다. 더 큰 CCD(Core Complex Die)를 만들기 위해 함께 포장됩니다. 그 CCD는 AMD의 말에서 다이로 간주되는 것입니다. 작동하는 CPU를 만들기 위해 연결된 몇 개의 작은 실리콘 칩렛입니다.
AMD 프로세서에는 I/O 다이라고 하는 CCD와 별도의 실리콘 다이도 있습니다. 여기에서 자세한 내용을 다루지는 않겠지만 여기에서 자세한 내용을 읽을 수 있습니다. TechPowerUp의 2019년 6월 기사.
작동하는 실리콘 다이를 만드는 것이 얼마나 복잡한지를 감안할 때 10개의 코어가 있는 단일 다이보다 4개의 코어로 구성된 더 작은 단위를 만드는 것이 분명히 훨씬 쉽습니다.
CPU 패키지
주사위가 완성되면 나머지 컴퓨터 시스템과 대화하려면 약간의 도움이 필요합니다. 이것은 일반적으로 기판이라고 하는 작은 녹색 보드로 시작합니다.
완성된 CPU를 뒤집으면 녹색 보드 하단에 금색 접점(또는 제조업체에 따라 핀)이 있습니다. 이러한 접점 또는 핀은 마더보드 소켓에 맞고 CPU가 시스템의 나머지 부분과 통신할 수 있도록 합니다.
프로세서 내부로 돌아가서 아직 실리콘 다이를 덮지 않았습니다. 여기서 주요 구성 요소는 열 인터페이스 재료 또는 TIM입니다. TIM은 열전도율을 향상시킵니다(CPU 냉각에 중요). 일반적으로 열 페이스트 또는 sTIM(납땜 열 인터페이스 재료)의 두 가지 형태 중 하나로 제공됩니다.
TIM 재료는 동일한 제조업체의 CPU 세대마다 다를 수 있습니다. CPU 뉴스를 읽거나 완성된 프로세서를 직접 열지 않는 한 특정 CPU가 무엇을 가지고 있는지 결코 알 수 없습니다. 예를 들어 인텔은 2012년부터 ’18년까지 써멀 페이스트를 사용했지만 그 이후에는 sTIM을 사용하기 시작했습니다 상위 9세대 코어 프로세서에서.
어쨌든 패키지를 구성하는 부품은 다이, 기판 및 TIM입니다.
AMD Ryzen CPU의 렌더링. 브랜드 이름은 IHS에 인쇄되어 있습니다.
마지막으로 패키지 상단에 통합 열 분산기(IHS)가 있습니다. IHS는 CPU의 열을 더 넓은 표면으로 분산시켜 CPU의 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다. 그러면 CPU 팬 또는 수랭식 냉각기가 IHS에 축적되는 열을 발산합니다. IHS는 일반적으로 니켈 도금 구리로 만들어집니다. 위와 같이 CPU 이름이 인쇄되어 있습니다.
이상으로 CPU 둘러보기를 마치겠습니다. 다시 말하지만, 다이는 프로세서 코어, 캐시 등을 포함하는 실리콘 비트입니다. 패키지에는 다이, PCB 및 TIM이 포함됩니다. 그리고 마지막으로 IHS도 있습니다.
그것보다 더 많은 것이 있지만 이것들은 CPU 뉴스와 리뷰가 집중하는 경향이 있는 필수 요소입니다.