I processori sono progettati utilizzando tecnologie diverse?

I processori possono / sono progettati utilizzando tecnologie diverse? Ciò che intendo qui è: ad esempio, nei processori Intel a 28 nm, sono tutte le porte di quel processore costruito con la tecnologia a 28 nm o sono solo le parti più critiche di quel processore costruito a 28 nm, l'altro, parti molto meno critiche in fase di progettazione in altre tecnologie molto meno costose come ad esempio 65 nm o più?

In caso affermativo [i processori sono un mix di tecnologie] come si può fare in pratica (cioè tecnologie diverse su uno stesso die)? E perché è fatto?

Sono curioso di sapere tutto questo, quindi qualsiasi informazione aggiuntiva relativa a queste domande è più che benvenuta

"Tecnologia" non è davvero il termine giusto per quello che stai chiedendo. La tecnologia del chip è determinata dalle specifiche fasi di elaborazione necessarie per realizzarlo e, tra le altre cose, determina le dimensioni minime delle funzionalità per i vari elementi sul chip. Il numero comunemente associato a una particolare tecnologia (ad esempio, 28 nm) si riferisce specificamente alla lunghezza minima del gate, che è determinata dalla larghezza delle linee che possono essere disegnate sulla maschera che forma le porte del transistor.

A dire il vero, non tutti i transistor su un dato chip richiedono la lunghezza minima del gate e molti richiedono più della larghezza minima del gate (per una maggiore capacità di gestione della corrente), quindi sì, vedrai effettivamente transistor di molte dimensioni diverse su un chip .

L'intero processore è realizzato con la stessa tecnologia. Ciò è determinato dalla maschera (e) e dall'ottica per proiettarli su ciascun dado su un wafer (un processo chiamato "stepping"). Le dimensioni più piccole delle funzioni consentono di imballare più componenti su uno stampo, un minore consumo di energia e una maggiore velocità. È inutile spendere una piccola fortuna (che fanno costare una piccola fortuna) su una maschera e poi non usare le sue possibilità.

Per essere chiari: sì, gli stessi 28 nm verranno utilizzati per un passo per l'intera superficie dello stampo, ma no , non tutti i componenti avranno le stesse dimensioni. È solo che la maschera da 28 nm non verrà scambiata con una maschera da 65 nm per parte del dado.

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Ci sono davvero aree più grandi su un dado che non richiedono le piccole dimensioni di 28 nm. Tipici sono i cuscinetti a sfera per saldatura per un flip chip:

Nota la scala: questi cuscinetti sono 1000 volte più grandi delle migliori strutture sul dado. In questo caso è possibile utilizzare una maschera meno fine, ma ancora una volta, se la fase del processo richiederebbe anche 28 nm, verrà utilizzata la stessa maschera per entrambi. Non è perché i pad sono giganteschi che non devono essere posizionati con precisione, e questo è meno soggetto a errori se non devi cambiare maschera.

In ogni dato processo moderno è molto comune avere più spessori GOX (Gate Oxide). Questo non viene utilizzato per motivi di costo ma per l'interfacciamento con il mondo esterno. Il core funzionerà alla tensione più bassa e su un GOX più sottile ma sarà molto più veloce. I transistor di ossido di gate più spessi sono collegati ai pin del pacchetto, sono più lenti ma funzionano a tensioni più elevate.

Man mano che si ridimensiona lo spessore GOX, è necessario aumentare anche la dimensione fisica del transistor.

L'aggiunta di ulteriori passaggi per soddisfare questo doppio flusso GOX aumenta effettivamente il costo del processo. Ma non sarà in grado di funzionare in altro modo.

Il motivo per utilizzare tecnologie diverse è la riduzione della potenza statica (sostanzialmente la corrente di dispersione sul transistor). A 90nm di processo, la potenza statica inizia a confrontare e alla fine oscura la potenza dinamica. E come può essere implementato, anche il processo di fabbricazione del silicio comporta maschere e incisioni se si può fare una procura a 28 nm, suppongo che un processo a 65 nm potrebbe essere fatto usando 28 nm, sarebbe solo un grande transistor sulle maschere

il nodo tecnologico può essere correlato alla dimensione della funzione (mimare la lunghezza del canale del transistor MOS con il drain e la sorgente). se IC è 28nm, significa che la lunghezza del canale mim è di 28 dimensioni non tutte le lunghezze del canale sono uguali, ma allo stesso tempo non significa che vada a 65nm.