Kiểm tra CPU rất phức tạp. Bạn phải trải qua một mê cung các thuật ngữ như silicon, khuôn, gói, IHS và sTIM trước khi đến với các bài kiểm tra hiệu suất. Đó là rất nhiều biệt ngữ không giải thích được. Chúng tôi sẽ xác định các bộ phận chính của bộ xử lý mà những người đam mê PC thường thảo luận nhất.
Xin lưu ý rằng đây không phải là phần tìm hiểu sâu, mà là phần giới thiệu về thuật ngữ phổ biến dành cho những người mới làm quen với máy tính.
Bắt đầu với Silicon
Hơn 10 năm trước, Intel đã chia sẻ các nguyên tắc cơ bản về phát triển CPU, từ nguyên liệu thô đến thành phẩm. Chúng ta sẽ sử dụng quy trình này như một cấu trúc cơ bản bằng cách xem xét một thành phần chính của CPU: xương.
Thứ đầu tiên mà bộ xử lý cần là silicon. Nguyên tố hóa học này là thành phần phổ biến nhất của cát. Intel bắt đầu với một thỏi silicon, sau đó cắt nó thành các đĩa mỏng, được gọi là tấm wafer.
Các tấm wafer sau đó được đánh bóng thành “bề mặt nhẵn như gương” và cuộc vui bắt đầu! Silicon biến đổi từ một nguyên liệu thô thành một cỗ máy điện tử.
Các tấm silicon có lớp hoàn thiện mặt nạ quang. Sau đó, chúng được tiếp xúc với tia UV, khắc và thêm một lớp chất cản quang. Cuối cùng, chúng được phủ một lớp ion đồng và đánh bóng. Các lớp kim loại sau đó được thêm vào để kết nối tất cả các bóng bán dẫn nhỏ tồn tại trên bảng tại thời điểm đó. (Như chúng tôi đã đề cập trước đó, chúng tôi chỉ đề cập đến những điều cơ bản ở đây.)
Bây giờ chúng ta đến điểm mà chúng ta quan tâm. Bánh quế được kiểm tra chức năng. Nếu vượt qua, nó được lát thành những hình chữ nhật nhỏ gọi là ma trận. Mỗi khuôn có thể có nhiều lõi xử lý, cũng như bộ đệm và các thành phần CPU khác. Sau khi cắt, khuôn được kiểm tra lại. Những cái vượt qua được dành cho các kệ hàng.
Ma trận silicon cho bộ xử lý Intel Core thế hệ thứ mười.
Đó là tất cả những gì khối lập phương có: một miếng silicon nhỏ chứa đầy bóng bán dẫn, là trái tim của mọi bộ xử lý. Mọi bộ phận vật lý khác giúp miếng silicon này thực hiện công việc của nó.
Nhưng đây là điểm mấu chốt: Tùy thuộc vào bộ xử lý bạn mua, bộ xử lý có thể có một hoặc nhiều khuôn silicon. Một khuôn có nghĩa là tất cả các thành phần CPU như lõi và bộ đệm đều nằm trên một miếng silicon đó. Nhiều khuôn có vật liệu liên kết giữa chúng.
Không có cách nào dễ dàng để biết chắc chắn liệu một bộ xử lý cụ thể có một khuôn hay nhiều khuôn. Nó phụ thuộc vào nhà sản xuất.
Intel nổi tiếng với việc sử dụng một khuôn duy nhất cho bộ xử lý tiêu dùng của mình. Đây được gọi là thiết kế nguyên khối. Ưu điểm của thiết kế nguyên khối là hiệu quả cao hơn vì mọi thứ đều nằm trên cùng một ma trận và ít có độ trễ trong giao tiếp.
Tuy nhiên, sẽ khó đạt được tiến bộ hơn khi bạn phải đóng gói các bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn vào cùng một kích thước silicon. Việc sản xuất các khuôn đơn hoạt động với tất cả các lõi cũng khó hơn – đặc biệt là khi chúng ta đang nói về 8 hoặc 10 lõi.
Chip CPU AMD Threadripper sử dụng nhiều CCX.
Điều này trái ngược với AMD. Công ty sản xuất một số bộ xử lý nguyên khối, nhưng dòng máy tính để bàn Ryzen 3000 sử dụng chip silicon nhỏ hơn, hiện có bốn lõi bằng silicon. Các bộ ba này được gọi là phức hợp lõi hoặc CCX. Chúng được đóng gói lại với nhau để tạo ra một mảng phức hợp lõi (CCD) lớn hơn. CCD này được coi là một khối lập phương trong thuật ngữ AMD. Đó là một loạt các chiplet silicon nhỏ được ghép lại với nhau để tạo thành một bộ xử lý hoạt động.
Bộ xử lý AMD cũng có một khuôn silicon tách biệt với CCD, được gọi là khuôn I/O. Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết ở đây nhưng bạn có thể đọc thêm về nó trong bài viết TechPowerUp tháng 6 năm 2019 này.
Do việc chế tạo các khuôn silicon hoạt động phức tạp như thế nào, rõ ràng việc tạo ra một đơn vị nhỏ hơn có bốn lõi sẽ dễ dàng hơn nhiều so với một khuôn đơn có 10 lõi.
gói CPU
Khi xương đã hoàn thành, cần có sự trợ giúp để giao tiếp với phần còn lại của hệ thống máy tính. Nó thường bắt đầu với một tấm ván nhỏ màu xanh lá cây, thường được gọi là sàn nhà.
Nếu bạn lật bộ xử lý đã hoàn thành, phần dưới của tấm màu xanh lá cây có các điểm tiếp xúc (hoặc chốt, tùy thuộc vào nhà sản xuất) màu vàng. Các chốt hoặc chốt này vừa với ổ cắm của bo mạch chủ và cho phép CPU giao tiếp với phần còn lại của hệ thống.
Quay trở lại CPU của chúng tôi, chúng tôi vẫn chưa che khuôn silicon. Thành phần chính ở đây là vật liệu giao diện nhiệt hoặc TIM. TIM cải thiện độ dẫn nhiệt (quan trọng đối với việc làm mát CPU). Nó thường có một trong hai dạng: keo tản nhiệt hoặc sTIM (vật liệu dẫn nhiệt hàn).
Vật liệu TIM có thể khác nhau giữa các thế hệ bộ xử lý của cùng một nhà sản xuất. Bạn không bao giờ thực sự biết một CPU cụ thể có chức năng gì, trừ khi bạn tự đọc tin tức về CPU hoặc mở (“delid”) một CPU được tạo sẵn. Ví dụ: Intel đã sử dụng keo tản nhiệt từ năm 2012 đến năm 18, nhưng sau đó bắt đầu sử dụng sTIM trong bộ xử lý Core thế hệ thứ 9 cao hơn.
Trong mọi trường hợp, đây là những yếu tố tạo nên bao bì: ma trận, chất nền và TIM.
Kết xuất CPU AMD Ryzen. Tên thương hiệu được in trên IHS.
Cuối cùng, có một bộ tản nhiệt tích hợp hoặc IHS ở đầu gói. IHS truyền nhiệt từ CPU trên diện tích bề mặt lớn hơn, giúp giảm nhiệt độ CPU. Sau đó, quạt CPU hoặc làm mát bằng chất lỏng sẽ tản nhiệt tích tụ trên IHS. IHS thường được làm bằng đồng mạ niken. Tên của bộ xử lý được in trên đó như hình trên.
Điều này kết thúc chuyến tham quan của chúng tôi về CPU. Một lần nữa, khối lập phương là một miếng silicon chứa lõi CPU, bộ đệm, v.v. Gói này bao gồm một ma trận, một bảng mạch in và một TIM. Và cuối cùng bạn cũng có IHS.
Còn nhiều điều nữa, nhưng đây là những điều cơ bản mà các tin tức và bài đánh giá về CPU tập trung vào.
