09/07/2018, lun, 13h52, heure de Moscou , Texte : Dmitri Stepanov

La société chinoise Hygon a commencé la production de processeurs pour serveur Dhyana compatibles x86 basés sur l'architecture AMD Zen, pour lesquels elle a payé 293 millions de dollars pour obtenir une licence sur la technologie de production. Le déploiement de la production de ses propres puces vise à concurrencer les solutions du triumvirat Intel, VIA et AMD sur le marché intérieur chinois, ainsi qu'à contribuer à accroître le niveau d'indépendance vis-à-vis des importations, ce qui est particulièrement important dans le contexte de guerre commerciale éclatée avec les États-Unis.

Nouveau processeur pour le marché intérieur

Hygon, un fabricant chinois de semi-conducteurs, a commencé la production en série de processeurs pour serveurs compatibles x86 basés sur la microarchitecture AMD Zen sous la marque Dhyana. Hygon est ainsi devenu le quatrième acteur mondial sur le marché des puces x86, potentiellement capable de concurrencer Intel, VIA et AMD. Les puces ont été développées par Chendgdu Haiguang IC Design Co., une coentreprise entre Hygon et AMD.

La création d'une société commune a été annoncée en mai 2018. Selon Forbes, le coût de l'accord pour acquérir les droits d'utilisation des technologies AMD s'élevait à 293 millions de dollars. De plus, conformément aux termes de l'accord, AMD recevra des paiements en espèces réguliers. , ce qu'on appelle les redevances, à l'expiration de la licence d'utilisation de la propriété intellectuelle de l'entreprise. De plus, l'accord n'interdit pas à AMD de promouvoir ses propres processeurs compatibles x86 en Chine.

Selon AMD, la société ne fournit pas la conception finale de la puce aux partenaires chinois. Au lieu de cela, cela leur permet d’utiliser leurs propres développements pour concevoir des puces destinées exclusivement au marché intérieur chinois. Cependant, les nouveaux processeurs semblent présenter des différences minimes par rapport à la gamme de puces de serveur AMD Epyc de première génération : pour garantir la prise en charge de Dhyana dans le noyau Linux, les développeurs n'ont dû ajouter que de nouveaux identifiants de fournisseur et numéros de série. La taille du patch Linux soumis par Hygon ne dépasse pas 200 lignes.

Le processeur x86 Dhyana n'est pratiquement pas différent de l'AMD Epyc d'origine

Il convient également de noter que les nouvelles puces, contrairement à l'AMD Epyc d'origine, qui sont fournies sous forme de puce séparée pour être installée dans un socket de la carte mère, appartiennent à la classe des solutions SoC (System on Chip), c'est-à-dire qu'elles sont soudé directement sur la carte mère

La Chine continue d'investir dans des puces compatibles x86

Les informations sur les nouvelles puces sont apparues dans le contexte d'une guerre commerciale qui a récemment pris de l'ampleur entre les États-Unis et la Chine. Cette évolution des événements contribue probablement à renforcer la croyance de longue date dans l’esprit des dirigeants chinois selon laquelle établir sa propre production de microprocesseurs compatibles x86 est une tâche stratégiquement importante pour l’État.

Rappelons qu'en 2015 l'administration Barack Obama(Barack Obama), l'actuel président américain, a interdit l'exportation de processeurs pour serveurs Intel Xeon, craignant que la fourniture de puces ne simplifie considérablement la mise en œuvre du programme nucléaire chinois.

Dans cette situation, parvenir à un accord avec AMD ne pouvait pas mieux tomber. L’accord semble rentable et sûr pour les deux parties. La structure complexe de la société commune permet à AMD d'octroyer des licences sur ses propres technologies sans enfreindre les lois et restrictions, tout en garantissant des bénéfices à court et moyen terme, sans effectuer d'investissements en capital importants. La partie chinoise a l'opportunité de renforcer sa propre indépendance vis-à-vis des importations et de lutter contre ses concurrents représentés par Intel et VIA, qui occupent une position dominante sur le marché des puces x86.

Hygon n'est pas le seul fabricant chinois de microélectronique à investir dans la substitution des importations dans le domaine des puces compatibles x86. Par exemple, Zhaoxin Semiconductor, en partenariat avec VIA, est également engagée dans la production de produits de ce type.

Début 2018, Zhaoxin Semiconductor a annoncé une gamme de nouveaux microprocesseurs Kaixian KX-5000 compatibles x86, basés sur l'architecture WuDaoKou, fabriqués conformément à la technologie de traitement de 28 nanomètres. Les performances du nouveau produit à huit cœurs lui ont permis de démontrer des résultats décents au niveau de l'Intel Atom C2750 lors de tests synthétiques.

Travail impeccable ordinateur personnel et ses performances dépendent principalement du processeur dont il est équipé. Par conséquent, lors de l’achat d’un ordinateur, il est simplement nécessaire de faire attention à l’entreprise qui a fabriqué son processeur.

Les principaux fabricants de processeurs PC sont aujourd'hui Intel et AMD. Bien entendu, ils sont en concurrence les uns avec les autres. Voici brièvement les caractéristiques des principales familles de processeurs de ces marques, dont la connaissance peut s'avérer utile lors de leur choix. Donc,

Processeurs Intel

Parmi les processeurs de marque Intel, on peut distinguer quatre grandes familles :
Processeurs monocœur et dual-core de la famille Celeron. Les premiers sont traditionnels et éprouvés, mais lors du choix, il vaut mieux privilégier les seconds, car ils sont plus productifs et leur prix n'est pas beaucoup plus élevé que les monocœurs.

Pentium est une famille de processeurs monocœur (parmi lesquels il est préférable de choisir des modèles de la sixième série avec un cache de 2 Mo) et leurs modifications dual-core.

Core2 est toute une gamme de processeurs multicœurs avec des modifications à deux, trois et quatre cœurs. Lors du choix d'un tel processeur, vous devez faire attention à la taille du cache et à la fréquence du bus. Et bien sûr, sur vos capacités financières.

Core i7 – processeurs quad-core pour ordinateurs hautes performances.

Processeurs AMD Corporation

Sempron est un analogue processeur budgétaire Céleron.

Athlon est un analogue du Pentium, utilisé dans les ordinateurs de moyenne puissance.

Phenom est une famille de processeurs puissants conçus pour créer des ordinateurs de jeu.

Phenom II est le processeur le plus puissant produit par AMD Corporation.

Ce sont les principaux fabricants de processeurs PC et leurs produits les plus utilisés présentés sur le marché informatique moderne.

Le cœur d’un ordinateur est le processeur, qui est son principal dispositif de traitement des données. La pièce ressemble à un ensemble de puces et est responsable des processus informatiques. Comment choisir un processeur pour un ordinateur est la question la plus importante lors de l'achat d'équipement. La vitesse globale du système dépend en grande partie des performances de cette pièce. Afin de ne pas regretter votre achat, choisissez les composants en tenant compte de leurs caractéristiques.

Principales caractéristiques du processeur

1. Fabricant. Il existe deux principaux concurrents produisant des processeurs pour ordinateurs : AMD et Intel. La deuxième entreprise est considérée comme un leader dans le développement de technologies de pointe. Le principal avantage d'AMD par rapport à Intel réside dans ses prix relativement bas. De plus, les produits du premier sont légèrement inférieurs au second en termes de productivité (en moyenne de 10 %), mais le coût est 1,5 à 2 fois inférieur.
2. Quelle est la vitesse d’horloge du processeur ? Ce paramètre détermine le nombre d'opérations que l'appareil peut effectuer par seconde. Ce qui affecte la fréquence du processeur : un indicateur élevé de cette caractéristique promet un traitement rapide des données par l'ordinateur. Ce paramètre est considéré comme l'un des plus importants lors du choix d'un appareil. Comment connaître la fréquence sous le système d'exploitation Windows : vous devez cliquer avec le bouton droit sur le menu des propriétés sur l'icône « Poste de travail ».
3. Nombres de coeurs. Cet indicateur affecte le nombre de programmes pouvant être exécutés sur un PC sans perdre ses performances. Les modèles d'ordinateurs plus anciens sont équipés de processeurs quad-core ou dual-core. Les nouveaux appareils lancés ces dernières années comportent des composants à 6 et 8 cœurs. Cependant, si le logiciel est optimisé pour un PC dual-core, plus de cœurs ne le rendront pas plus rapide. Sur la boîte de la pièce, vous pouvez voir des marquages ​​alphanumériques dont le décodage fournira des données sur le nombre de noyaux.
4. Fréquence du bus système. La caractéristique indique la vitesse des flux d'informations entrantes ou sortantes. Plus l'indicateur est élevé, plus l'échange d'informations est rapide.
5. Mémoire cache. Le cache du processeur, qui prend la forme d'un bloc mémoire à grande vitesse, joue un rôle majeur dans le fonctionnement d'un PC. La pièce est située directement sur le noyau et est nécessaire pour améliorer la productivité. Grâce à cela, le traitement des données est plus rapide que dans le cas de la RAM. Il existe 3 niveaux de mémoire cache – de L1 à L3. Les deux premiers ont de petits volumes, mais les troisièmes gagnent avec confiance, offrant une plus grande capacité - en raison de la rapidité de fonctionnement.
6. Type de connecteur (prise). Cette caractéristique n'est pas considérée comme primordiale, mais a une certaine pertinence lors du choix d'un appareil. Le socket est le « socket » de la carte mère dans lequel s’insère le processeur, il doit donc être compatible avec la pièce que vous choisissez. Par exemple, si le socket est marqué AMZ, vous avez besoin d'un connecteur correspondant sur la carte mère. Derniers modèleséquipé types modernes« prises » et ont souvent des caractéristiques améliorées (fréquence du bus et autres).
7. Consommation d'énergie et refroidissement. Les appareils modernes et puissants ont un impact négatif sur la consommation électrique des ordinateurs. Pour éviter la surchauffe des pièces et leur panne, des ventilateurs spéciaux (refroidisseurs) sont utilisés. L'indicateur TDP est utilisé pour indiquer la quantité de chaleur requise dans la sortie. Sur la base de cette valeur, un modèle spécifique du système de refroidissement est sélectionné.

En quoi AMD diffère d'Intel

Une question fréquemment posée par ceux qui souhaitent acheter un processeur est : « Quel est le meilleur, AMD ou Intel ? La principale différence réside dans la technologie hyper-puissante et le pipeline informatique accru dont disposent les modèles Intel. Grâce à cela, les appareils effectuent un certain nombre de tâches plus rapidement : archiver des fichiers, encoder des vidéos et effectuer d'autres tâches. Les pièces d'AMD ne font pas moins bien face aux tâches répertoriées, mais y consacrent plus de temps. Chacun décide lui-même : quel processeur est le meilleur, Intel ou AMD.

Pour faciliter votre choix, découvrez les avantages des produits des deux fabricants. Comparaison des processeurs AMD et Intel :

Avantages Intel	Avantages AMD
Vitesse élevée du PC	Le rapport optimal entre prix et qualité
Consommation d'énergie économique	Stabilité du système
Performances de jeu élevées	Multitâche
Le multithreading Core i7 et i3 offre des performances supplémentaires	Possibilité d'accélérer les processus de 5 à 20 %
Travail parfaitement réglé avec la RAM	Multiplateforme (la possibilité d'assembler un PC à partir de pièces différentes générations société AMD)

Quel processeur choisir pour votre ordinateur

La réponse à cette question dépend des tâches que le PC devra effectuer. Ainsi, lors du choix d'un ordinateur de jeu, vous devez faire attention au modèle de carte vidéo, car l'adaptateur graphique est chargé de prendre en charge certaines technologies et niveaux de performances dans les jeux. Cependant, sans un processeur central correctement sélectionné, la carte vidéo ne révélera pas son potentiel. Les pièces moins exigeantes conviennent au travail avec d'autres programmes ou à l'utilisation d'un PC au bureau.

Pour les jeux

Comment choisir un processeur pour un ordinateur gamer ? Un PC « gamer » a un certain nombre d’exigences. L'appareil doit être capable de traiter au moins quatre flux de données. Les résultats des tests prouvent que la technologie Intel Hyper-Treading augmente les images par seconde. Les experts considèrent les modèles Intel Core i5 comme optimaux pour un PC de jeu. Les pièces AMD affichent des performances inférieures. Si les appareils à 4 cœurs de la gamme Intel font face à leurs tâches, leurs concurrents affichent le même résultat avec leurs analogues à 8 cœurs. Quel processeur choisir pour jouer ?

Meilleurs appareils pour les jeux :

1. Pont Intel Core-i5 Ivy (quadruple cœur) ;
2. Intel Core i5-4440 Haswell (quadruple cœur) ;
3. AMD FX-8350 Vishera (octa-core).

Pour une utilisation à la maison ou au bureau

Navigateurs et autres nécessaires pour Bureau de travail les programmes nécessitent un volume impressionnant mémoire vive, mais ne charge pratiquement pas Disque dur et processeur. Choisissez donc meilleur ordinateur avec une grande quantité de mémoire. Cependant, les performances du processeur ne doivent pas non plus être négligées. D'après les résultats des tests, les modèles des gammes Intel Core i3 ou i5 seront une bonne solution.

Liste des appareils économiques pour le bureau :

• Intel Celeron G1820 ;
• AMD ATHLON II X2 255 ;
• AMD ATHLON II X4 750K ;
• AMD A8-6600K.

Pour travailler avec des programmes exigeants

Cette catégorie comprend des pièces dont la fonction est d'assurer un fonctionnement rapide de programmes exigeants, par exemple vidéo, éditeurs graphiques etc. Les appareils de ce type sont des composants coûteux et se caractérisent par des performances maximales. Cette catégorie de processeurs intéresse souvent les joueurs qui souhaitent une meilleure qualité d’image lorsqu’ils jouent.

Revoir meilleurs appareils pour les programmes exigeants :

• AMD FX-8350 (8 cœurs). Idéal pour les jeux et autres programmes conçus pour . C'est rapide et à un prix raisonnable.
• Intel i7-4770 (4 cœurs). Exécute les jeux avec les paramètres les plus élevés, fonctionne rapidement et est idéalement optimisé pour les cartes vidéo Intel.

Classement des meilleurs processeurs pour PC 2019

1. Intel Core i7-990x. Idéal pour les PC de jeu de dernière génération. L'appareil est conçu pour le socket 1366, équipé de 6 cœurs, a une fréquence de 3,46 GHz et 12 Mo de mémoire cache. Coût approximatif : 38 000 roubles.
2. Intel Core i7-3970X édition extrême. L'un des modèles les plus populaires. Equipé de 6 cœurs, de 15 Mo de cache et d'une fréquence d'horloge de 3,5 GHz. Fonctionne parfaitement avec tous les nouveaux jeux et programmes exigeants. Coût approximatif : 46 000 roubles.
3. Intel Core i5-4690K. Un modèle peu coûteux montrera d'excellents résultats en termes de performances. Si vous comparez le i5-4690K avec d'autres appareils, il se distingue par son rapport qualité/prix. Le processeur est équipé d'un cache de troisième niveau, a une vitesse d'horloge de 3,5 GHz et 4 cœurs. Coût approximatif : 22 000 roubles.
4. AMD FX-9370. Le plus puissant Processeur AMD dispose d'un nouveau socket AM3+ et de 8 cœurs avec une fréquence maximale allant jusqu'à 4,4 GHz. Le modèle est équipé de 8 Mo de mémoire cache, ce qui vous permet d'améliorer les performances de votre PC et d'utiliser tous les programmes et jeux. Coût approximatif : 20-22 000 roubles.
5. Intel Xeon E3-1230 v3. Le périphérique quadricœur appartient à quatrième génération processeurs d'Intel. Il est équipé d'une prise de type 1150, considérée comme la meilleure parmi celles existantes. La fréquence d'horloge du Xeon E3-1230 v3 est de 3,3 GHz, la mémoire cache est de 8 Mo. Coût approximatif : 22 000 roubles.

Tableau de test du processeur 2015

Pour comprendre comment choisir un processeur pour un ordinateur, vous devez vous familiariser avec les résultats de leurs tests. Les appareils sont testés sur le système d'exploitation Windows 7 (64 bits). À cette fin, certains programmes sont sélectionnés pour libérer le potentiel du multi-threading, déterminer s'il existe un support pour les technologies AMD Turbo CORE (overclocking dynamique) et Intel Turbo Boost Technology, est-il possible d'utiliser de nouveaux SIMD. Les résultats des tests sont exprimés en pourcentage des performances de l'appareil existant le plus rapide ayant un résultat de 100 %.

Tableau récapitulatif des performances du processeur :

Nom	Résultat
BOÎTIER Intel Core i7-5930K
Intel Core i7-4960X Extrême
Boîtier Intel Core i7-4960X extrême
BOÎTIER Intel Core i7-5820K
Intel Core i7-4790K
BOÎTIER Intel Core i7-4790K
Intel Core i7-4790
BOÎTE Intel Core i7-4790
BOÎTIER Intel Core i7-4820K
Intel Xeon E3-1240 V2
Intel Xeon E3-1230 V2

Si vous souhaitez acheter un processeur, vous devez étudier ses caractéristiques. Par exemple, à la recherche de fréquence, beaucoup oublient les caractéristiques du noyau d'un fabricant particulier, ce qui affecte négativement les performances de l'ordinateur. Pour rester satisfait de votre achat, vous devez tenir compte des paramètres de l’appareil et de sa compatibilité avec d’autres pièces. Découvrez comment choisir le bon processeur pour votre ordinateur en regardant la vidéo ci-dessous.

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Ce n'est un secret pour personne que les usines de production d'Intel sont actuellement l'une des principales usines au monde en termes d'équipements techniques. En quoi diffèrent-elles des dures fonderies de tuyaux de Tcheliabinsk ? Voyons.

3 x œufs de Pâques

Cet article peut être principalement utile à ceux qui souhaitent construire leur propre usine pour la production de processeurs - si une telle pensée vous est déjà venue à l'esprit, n'hésitez pas à ajouter l'article à vos favoris ;) Afin de comprendre de quelle échelle nous parlons , je conseille de lire l'article précédent intitulé «Difficultés dans la fabrication des processeurs». Il est important de comprendre l'échelle non pas tant de l'usine elle-même (bien qu'il y en ait aussi), mais de la production elle-même - certaines « parties » des processeurs modernes sont fabriquées littéralement au niveau atomique. En conséquence, l’approche ici est particulière.

Il est clair que la production ne peut se faire sans usines. À l'heure actuelle, Intel dispose de 4 usines capables de produire en série des processeurs utilisant la technologie 32 nm : D1D Et D1C en Orégon Fabuleux 32 en Arizona et Fabuleux 11X au Nouveau-Mexique.

Structure végétale

La hauteur de chaque usine Intel pour la production de processeurs sur tranches de silicium de 300 mm est de 21 mètres et la superficie atteint 100 000 mètres carrés. Le bâtiment de l'usine peut être divisé en 4 niveaux principaux :

Niveau du système de ventilation
Un microprocesseur est constitué de millions de transistors ; la moindre poussière sur une plaquette de silicium peut détruire des milliers de transistors. Par conséquent, la condition la plus importante pour la production de microprocesseurs est la propreté stérile des locaux. Le niveau du système de ventilation est situé au dernier étage - il existe des systèmes spéciaux qui purifient l'air à 100 %, contrôlent la température et l'humidité dans les locaux de production. Les « salles blanches » sont divisées en classes (en fonction du nombre de particules de poussière par unité de volume) et la meilleure (classe 1) est environ 1 000 fois plus propre qu'une salle d'opération chirurgicale. Pour éliminer les vibrations, les salles blanches sont situées sur leurs propres fondations résistantes aux vibrations.

Niveau salle blanche
L'étage occupe la superficie de plusieurs terrains de football - c'est là que sont fabriqués les microprocesseurs. Spécial Système automatisé effectue le déplacement des plaquettes d'un poste de production à un autre. L'air purifié est fourni par un système de ventilation situé dans le plafond et évacué par des ouvertures spéciales situées dans le sol.
En plus des exigences accrues en matière de locaux stériles, le personnel qui y travaille doit également être « propre » - ce n'est qu'à ce niveau que les spécialistes travaillent dans des combinaisons stériles qui protègent (grâce à un système de filtration intégré alimenté par batterie) les plaquettes de silicium des microparticules. de poussières textiles, de cheveux et de particules de peau . Ce costume s’appelle « Costume de lapin » et peut prendre 30 à 40 minutes à enfiler pour la première fois. Cela nécessite environ 5 minutes aux spécialistes de l’entreprise.

Niveau inférieur
Conçu pour les systèmes qui soutiennent le fonctionnement d'une usine (pompes, transformateurs, armoires de puissance, etc.). Les grands tuyaux (canaux) transportent divers gaz techniques, liquides et air évacué. Les vêtements spéciaux des employés de ce niveau comprennent un casque, des lunettes de sécurité, des gants et des chaussures spéciales.

Niveau ingénieur
De par son objectif, il s'agit d'une continuation du niveau inférieur. Ici se trouvent des panneaux électriques pour l'alimentation électrique de la production, un système de canalisations et de conduits d'air, ainsi que des climatiseurs et des compresseurs.

Poussière- des petits solides d'origine organique ou minérale. La poussière est constituée de particules d'un diamètre moyen de 0,005 mm et d'un diamètre maximum de 0,1 mm. Les particules plus grosses transforment le matériau en sable, dont la taille varie de 0,1 à 1 mm. Lorsqu’elle est exposée à l’humidité, la poussière se transforme généralement en saleté. Faits intéressants Dans un lieu bien fermé fenêtres fermées Dans un appartement, environ 12 000 particules de poussière se déposent par centimètre carré de sol et de surface horizontale de meubles en deux semaines. Cette poussière contient 35% de particules minérales, 12% de fibres textiles et de papier, 19% d'écailles de peau, 7% de pollen, 3% de particules de suie et de fumée. Les 24 % restants sont d'origine inconnue. On estime qu’un hectare de pelouse retient 60 tonnes de poussière.

Pour construire une usine de ce niveau, il faut environ 3 ans et environ 5 milliards de dollars - c'est le montant que l'usine devra « récupérer » au cours des 4 prochaines années (au moment où de nouveaux processus technologiques et une nouvelle architecture apparaîtront ; la productivité requise pour cela représente environ 100 tranches de silicium fonctionnelles par heure). Si après ces chiffres pas un seul muscle de votre visage ne tremble, alors voici pour vous quelques statistiques plus approximatives (à inclure dans l'estimation). Pour construire une usine, vous avez besoin de :
- plus de 19 000 tonnes d'acier
- plus de 112 000 mètres cubes de béton
- plus de 900 kilomètres de câble

Processus visuel de construction d’une des usines de l’entreprise (téléchargé en HD) :

Intel copie exactement

Pour la plupart des fabricants de produits électroniques à semi-conducteurs, les équipements et les processus utilisés dans leurs laboratoires de recherche et développement sont différents de ceux utilisés dans les usines qui fabriquent le produit lui-même. À cet égard, un problème se pose - lors du passage de la production pilote à la production en série, des situations imprévues et d'autres retards surviennent souvent en raison de la nécessité d'affiner et d'adapter les processus technologiques - en général, tout faire pour atteindre le pourcentage le plus élevé de produits adaptés. En plus de retarder la production en série, cela peut entraîner d'autres complications - ou du moins des modifications des valeurs des paramètres du processus. Le résultat peut donc être imprévisible.
Intel a sa propre approche dans cette situation, appelée Copier exactement. L’essence de cette technologie est de reproduire complètement les conditions de laboratoire dans les usines en construction. Tout est répété jusque dans les moindres détails - non seulement le bâtiment lui-même (conception, équipements et réglages, système de tuyauterie, salles blanches et peinture des murs), mais aussi les paramètres d'entrée/sortie des processus (il y en a plus de 500 !) , les fournisseurs de matières premières et même les méthodes de formation du personnel. Tout cela permet aux usines de fonctionner à pleine capacité presque immédiatement après le lancement, mais ce n'est pas le principal avantage. Grâce à cette approche, les usines disposent d'une plus grande flexibilité : en cas d'accident ou de réorganisation, les tranches démarrées dans une usine peuvent être immédiatement « poursuivies » dans une autre, sans trop de dommages pour l'entreprise. Cette approche a été appréciée par les entreprises concurrentes, mais pour une raison quelconque, presque personne ne l'utilise plus.

Comme je l'ai déjà dit, dans la salle informatique du Musée polytechnique de Moscou, Intel a ouvert son exposition, l'une des plus grandes de la salle. Le stand s'appelait " Du sable au transformateur" et c'est une construction assez informative.

En tête de salle se trouve « Chipman » dans une copie exacte du costume utilisé dans les usines de la société. A proximité se trouve une maquette d'une des usines ; Il y a un stand à proximité, à l'intérieur duquel se trouvent des « processeurs à différents stades » - des morceaux d'oxyde de silicium, des tranches de silicium, les processeurs eux-mêmes, etc. Tout cela est fourni avec une grande quantité d'informations et est soutenu par un support interactif, où chacun peut examiner la structure du processeur (en déplaçant le curseur d'échelle - jusqu'à la structure moléculaire). Afin de ne pas être sans fondement, voici quelques photographies de l'exposition :

Lundi, il y aura un article sur la production elle-même des processeurs. En attendant, asseyez-vous et regardez (de préférence en HD) cette vidéo :

Les racines de notre mode de vie numérique proviennent sans aucun doute des semi-conducteurs, qui ont permis la création de puces informatiques complexes à base de transistors. Ils stockent et traitent les données, qui constituent la base des microprocesseurs modernes. Les semi-conducteurs, qui sont aujourd'hui fabriqués à partir de sable, sont un composant clé de presque tous les appareils électroniques, des ordinateurs aux ordinateurs portables en passant par les téléphones portables. Même les voitures ne peuvent désormais plus se passer des semi-conducteurs et de l'électronique, puisque les semi-conducteurs contrôlent le système de climatisation, le processus d'injection de carburant, l'allumage, le toit ouvrant, les rétroviseurs et même la direction (BMW Active Steering). Aujourd’hui, presque tous les appareils consommant de l’énergie sont construits sur des semi-conducteurs.

Les microprocesseurs comptent sans aucun doute parmi les produits semi-conducteurs les plus complexes, avec un nombre de transistors qui atteindra bientôt le milliard et une gamme de fonctionnalités déjà étonnante. Les processeurs double cœur Core 2 seront bientôt commercialisés sur la technologie de traitement 45 nm presque terminée d'Intel, et ils contiendront déjà 410 millions de transistors (bien que la plupart d'entre eux soient utilisés pour le cache L2 de 6 Mo). Le procédé 45 nm doit son nom à la taille d'un seul transistor, qui est désormais environ 1 000 fois plus petit que le diamètre d'un cheveu humain. Dans une certaine mesure, c'est pourquoi l'électronique commence à tout contrôler dans nos vies : même lorsque les tailles des transistors étaient plus grandes, il était très bon marché de produire des microcircuits peu complexes, le budget pour les transistors était très important.

Dans notre article, nous examinerons les bases de la fabrication des microprocesseurs, mais nous aborderons également l'histoire des processeurs, l'architecture et examinerons les différents produits sur le marché. Vous pouvez trouver de nombreuses informations intéressantes sur Internet, dont certaines sont répertoriées ci-dessous.

• Wikipédia : Microprocesseur. Cet article couvre différents types de processeurs et fournit des liens vers les fabricants et des pages Wiki supplémentaires dédiées aux processeurs.
• Wikipédia : Microprocesseurs (Catégorie). La section sur les microprocesseurs fournit encore plus de liens et d'informations.

Concurrents PC : AMD et Intel

Le siège social d'Advanced Micro Devices Inc., fondée en 1969, est situé à Sunnyvale, en Californie, et le « cœur » d'Intel, fondé un an plus tôt, est situé à quelques kilomètres de là, dans la ville de Santa Clara. AMD possède aujourd'hui deux usines : à Austin (Texas, USA) et à Dresde (Allemagne). La nouvelle usine entrera bientôt en service. De plus, AMD a uni ses forces avec IBM dans le développement et la fabrication de technologies de processeurs. Bien entendu, cela ne représente qu'une fraction de la taille d'Intel, puisque le leader du marché exploite désormais près de 20 usines réparties sur neuf sites. Environ la moitié d’entre eux sont utilisés pour produire des microprocesseurs. Ainsi, lorsque vous comparez AMD et Intel, n'oubliez pas que vous comparez David et Goliath.

Intel dispose d'un avantage indéniable sous la forme d'une énorme capacité de production. Oui, l’entreprise est aujourd’hui leader dans la mise en œuvre de processus technologiques avancés. Intel a environ un an d'avance sur AMD à cet égard. En conséquence, Intel peut utiliser plus de transistors et plus de cache dans ses processeurs. AMD, contrairement à Intel, doit optimiser son processus technique aussi efficacement que possible afin de suivre le rythme de ses concurrents et de produire des processeurs décents. Bien entendu, la conception des processeurs et leur architecture sont très différentes, mais le processus technique de fabrication repose sur les mêmes principes de base. Bien que, bien sûr, il existe de nombreuses différences.

Fabrication de microprocesseurs

La production de microprocesseurs comprend deux étapes importantes. Le premier est la production du substrat, qu'AMD et Intel réalisent dans leurs usines. Cela inclut de conférer des propriétés conductrices au substrat. La deuxième étape concerne le test du substrat, l'assemblage et le conditionnement du processeur. Cette dernière opération est généralement réalisée dans les pays les moins chers. Si tu regardes Processeurs Intel, vous trouverez une inscription indiquant que l'emballage a été réalisé au Costa Rica, en Malaisie, aux Philippines, etc.

AMD et Intel tentent aujourd'hui de proposer des produits destinés au maximum de segments de marché et, de plus, basés sur la gamme minimale de cristaux possible. Un bon exemple est la gamme de processeurs Intel Core 2 Duo. Il existe trois processeurs avec des noms de code pour différents marchés : Merom pour les applications mobiles, Conroe pour la version bureau, Woodcrest pour la version serveur. Les trois processeurs sont construits sur la même base technologique, ce qui permet au fabricant de prendre des décisions dès les dernières étapes de la production. Vous pouvez activer ou désactiver des fonctions et le niveau actuel fréquences d'horloge donne à Intel un excellent rendement en cristaux utilisables. Si la demande de processeurs mobiles augmente sur le marché, Intel pourrait se concentrer sur la commercialisation de modèles Socket 479. Si la demande pour les modèles de bureau augmente, la société testera, validera et conditionnera les matrices pour le Socket 775, tandis que les processeurs de serveur seront conditionnés pour le Socket 771. Ainsi, même des processeurs quad-core sont en cours de création : deux puces dual-core sont installées dans un seul package, nous obtenons donc quatre cœurs.

Comment sont créés les jetons

La production de puces consiste à déposer des couches minces présentant des « motifs » complexes sur des substrats de silicium. Tout d’abord, une couche isolante est créée qui agit comme une porte électrique. Un matériau photorésistant est ensuite appliqué sur le dessus et les zones indésirables sont éliminées à l'aide de masques et d'une irradiation de haute intensité. Lorsque les zones irradiées sont supprimées, les zones de dioxyde de silicium situées en dessous seront exposées, qui seront éliminées par gravure. Après cela, le matériau photorésistant est également retiré et nous obtenons une certaine structure à la surface du silicium. Des procédés complémentaires de photolithographie sont ensuite réalisés, avec différents matériaux, jusqu'à obtenir la structure tridimensionnelle souhaitée. Chaque couche peut être dopée avec une substance ou des ions spécifiques, modifiant ainsi les propriétés électriques. Des fenêtres sont créées dans chaque couche afin que des connexions métalliques puissent ensuite être réalisées.

Quant à la production de substrats, ils doivent être découpés à partir d'un monocristal monocylindre en fines « crêpes » afin de pouvoir ensuite être facilement découpés en puces de processeur individuelles. À chaque étape de la production, des tests complexes sont effectués pour évaluer la qualité. Des sondes électriques sont utilisées pour tester chaque puce sur le substrat. Enfin, le substrat est découpé en noyaux individuels et les noyaux non fonctionnels sont immédiatement éliminés. Selon les caractéristiques, le cœur devient l'un ou l'autre processeur et est conditionné dans un package qui facilite l'installation du processeur sur carte mère. Toutes les unités fonctionnelles sont soumises à des tests de résistance intensifs.

Tout commence par les substrats

La première étape de fabrication des transformateurs se fait en salle blanche. Il est d’ailleurs important de noter qu’une telle production de haute technologie représente une accumulation d’un énorme capital par mètre carré. La construction d'une usine moderne dotée de tous les équipements coûte facilement 2 à 3 milliards de dollars, et les tests de nouvelles technologies nécessitent plusieurs mois. Ce n’est qu’à ce moment-là que l’usine pourra produire en masse des processeurs.

En général, le processus de fabrication des puces comprend plusieurs étapes de traitement des plaquettes. Cela inclut la création des substrats eux-mêmes, qui seront éventuellement découpés en cristaux individuels.

Tout commence par la croissance d'un monocristal, pour lequel un cristal germe est noyé dans un bain de silicium fondu, situé juste au-dessus du point de fusion du silicium polycristallin. Il est important que les cristaux croissent lentement (environ une journée) pour garantir que les atomes soient correctement disposés. Le silicium polycristallin ou amorphe est constitué de nombreux cristaux différents, ce qui entraînera l'apparition de structures de surface indésirables aux propriétés électriques médiocres. Une fois le silicium fondu, il peut être dopé avec d’autres substances qui modifient ses propriétés électriques. L'ensemble du processus se déroule dans une pièce scellée avec une composition d'air spéciale afin que le silicium ne s'oxyde pas.

Le monocristal est découpé en « galettes » à l’aide d’une scie cloche diamantée, qui est très précise et ne crée pas de grandes irrégularités à la surface du substrat. Bien entendu, la surface des substrats n'est pas encore parfaitement plane, des opérations supplémentaires sont donc nécessaires.

Tout d'abord, à l'aide de plaques d'acier rotatives et d'un matériau abrasif (tel que l'oxyde d'aluminium), une couche épaisse est retirée des substrats (un processus appelé rodage). En conséquence, les irrégularités allant de 0,05 mm à environ 0,002 mm (2 000 nm) sont éliminées. Ensuite, vous devez arrondir les bords de chaque support, car les bords tranchants peuvent provoquer le décollement des couches. Ensuite, un processus de gravure est utilisé, lors de l'utilisation de divers produits chimiques (acide fluorhydrique, acide acétique, acide nitrique), la surface est lissée d'environ 50 microns. La surface n’est pas physiquement dégradée puisque l’ensemble du processus est entièrement chimique. Il vous permet de supprimer les erreurs restantes dans la structure cristalline, ce qui donne une surface proche de l'idéal.

La dernière étape est le polissage, qui lisse la surface jusqu'à une rugosité maximale de 3 nm. Le polissage est réalisé à l'aide d'un mélange de soude et de silice granulaire.

Aujourd'hui, les tranches de microprocesseurs mesurent 200 ou 300 mm de diamètre, ce qui permet aux fabricants de puces de produire plusieurs processeurs à partir de chacune d'entre elles. La prochaine étape concernera les substrats de 450 mm, mais il ne faut pas les attendre avant 2013. En général, plus le diamètre du substrat est grand, plus il est possible de produire de puces de même taille. Une plaquette de 300 mm, par exemple, produit plus de deux fois plus de processeurs qu’une plaquette de 200 mm.

Nous avons déjà évoqué le dopage, qui s'effectue lors de la croissance d'un monocristal. Mais le dopage est effectué à la fois avec le substrat fini et lors des processus de photolithographie ultérieurs. Cela vous permet de modifier les propriétés électriques de certaines zones et couches, et non de la structure cristalline entière.

L'ajout du dopant peut se faire par diffusion. Les atomes du dopant remplissent l’espace libre à l’intérieur du réseau cristallin, entre les structures de silicium. Dans certains cas, il est possible d'allier la structure existante. La diffusion s'effectue à l'aide de gaz (azote et argon) ou à l'aide de solides ou d'autres sources de substances d'alliage.

Une autre approche du dopage est l'implantation ionique, qui est très utile pour modifier les propriétés du substrat dopé, puisque l'implantation ionique est réalisée à des températures normales. Les impuretés existantes ne se diffusent donc pas. Vous pouvez appliquer un masque sur le substrat, ce qui vous permet de traiter uniquement certaines zones. Bien sûr, on peut parler longtemps d'implantation ionique et discuter de la profondeur de pénétration, de l'activation de l'additif à haute température, des effets de canal, de la pénétration dans les niveaux d'oxyde, etc., mais cela dépasse le cadre de notre article. La procédure peut être répétée plusieurs fois au cours de la production.

Pour créer des sections d'un circuit intégré, un processus de photolithographie est utilisé. Puisqu'il n'est pas nécessaire d'irradier toute la surface du substrat, il est important d'utiliser des masques dits qui transmettent le rayonnement. haute intensité seulement pour certaines zones. Les masques peuvent être comparés à des négatifs noir et blanc. Les circuits intégrés comportent de nombreuses couches (20 ou plus) et chacune d'elles nécessite son propre masque.

Une structure d'un mince film chromé est appliquée sur la surface d'une plaque de verre de quartz pour créer un motif. Dans ce cas, des instruments coûteux utilisant un faisceau d'électrons ou un laser écrivent les données nécessaires du circuit intégré, ce qui entraîne un motif de chrome sur la surface d'un substrat de quartz. Il est important de comprendre que chaque modification d'un circuit intégré entraîne la nécessité de produire de nouveaux masques, de sorte que l'ensemble du processus de modification est très coûteux. Pour les schémas très complexes, la création des masques prend beaucoup de temps.

Par photolithographie, une structure est formée sur un substrat de silicium. Le processus est répété plusieurs fois jusqu'à ce que de nombreuses couches (plus de 20) soient créées. Les couches peuvent être constituées de différents matériaux et vous devez également penser aux connexions avec des fils microscopiques. Toutes les couches peuvent être alliées.

Avant le début du processus de photolithographie, le substrat est nettoyé et chauffé pour éliminer les particules collantes et l'eau. Ensuite, le substrat en utilisant appareil spécial recouvert de dioxyde de silicium. Ensuite, un agent de couplage est appliqué sur le substrat, ce qui garantit que le matériau photorésistant qui sera appliqué à l'étape suivante reste sur le substrat. Un matériau photorésistant est appliqué au milieu du substrat, qui commence alors à tourner à grande vitesse afin que la couche soit uniformément répartie sur toute la surface du substrat. Le substrat est ensuite à nouveau chauffé.

Ensuite, à travers le masque, le couvercle est irradié avec un laser quantique, un rayonnement ultraviolet dur, des rayons X, des faisceaux d'électrons ou d'ions - toutes ces sources de lumière ou d'énergie peuvent être utilisées. Les faisceaux d'électrons sont principalement utilisés pour créer des masques, les rayons X et les faisceaux d'ions sont utilisés à des fins de recherche et la production industrielle est aujourd'hui dominée par les rayons UV durs et les lasers à gaz.

Un rayonnement UV dur d'une longueur d'onde de 13,5 nm irradie le matériau photorésistant lorsqu'il traverse le masque.

Le temps de projection et la mise au point sont très importants pour obtenir le résultat souhaité. Une mauvaise focalisation entraînera la persistance d'un excès de particules de matériau photorésistant car certains trous du masque ne seront pas irradiés correctement. La même chose se produira si le temps de projection est trop court. Ensuite, la structure du matériau photorésistant sera trop large, les zones sous les trous seront sous-exposées. D'un autre côté, un temps de projection excessif crée des zones sous les trous trop grandes et une structure de matériau photorésistant trop étroite. En règle générale, il est très laborieux et difficile d’ajuster et d’optimiser le processus. Un réglage infructueux entraînera de graves écarts dans les conducteurs de connexion.

Une installation de projection spéciale étape par étape déplace le substrat vers la position souhaitée. Ensuite, une ligne ou une section peut être projetée, correspondant le plus souvent à une seule puce de processeur. Des micro-installations supplémentaires peuvent introduire des changements supplémentaires. Ils peuvent déboguer la technologie existante et optimiser le processus technique. Les micro-installations fonctionnent généralement sur des zones inférieures à 1 mètre carré. mm, alors que les installations conventionnelles couvrent des zones plus grandes.

Le substrat passe ensuite à une nouvelle étape où le matériau photorésistant affaibli est retiré, permettant ainsi l'accès au dioxyde de silicium. Il existe des procédés de gravure humide et sèche qui traitent les zones de dioxyde de silicium. Les procédés humides utilisent des composés chimiques, tandis que les procédés secs utilisent du gaz. Un processus distinct consiste à éliminer le matériau photorésistant résiduel. Les fabricants combinent souvent le retrait humide et sec pour garantir que le matériau photorésistant est complètement éliminé. Ceci est important car le matériau photorésistant est organique et s’il n’est pas retiré, il peut provoquer des défauts sur le substrat. Après la gravure et le nettoyage, vous pouvez commencer à inspecter le substrat, ce qui se produit généralement à chaque étape importante, ou transférer le substrat vers un nouveau cycle de photolithographie.

Test de substrat, assemblage, conditionnement

Les substrats finis sont testés dans des installations dites de test par sonde. Ils fonctionnent avec l'ensemble du substrat. Des contacts de sonde sont appliqués aux contacts de chaque cristal, permettant d'effectuer des tests électriques. En utilisant logiciel Toutes les fonctions de chaque noyau sont testées.

En coupant, des grains individuels peuvent être obtenus à partir du substrat. À l'heure actuelle, les installations de contrôle des sondes ont déjà identifié les cristaux qui contiennent des erreurs, de sorte qu'après la découpe, ils puissent être séparés des bons. Auparavant, les cristaux endommagés étaient physiquement marqués, mais cela n'est désormais plus nécessaire, toutes les informations sont stockées dans une seule base de données.

Monture en cristal

Le noyau fonctionnel doit ensuite être collé au boîtier du processeur à l'aide d'un matériau adhésif.

Ensuite, vous devez établir des connexions filaires reliant les contacts ou les pattes du boîtier et le cristal lui-même. Des connexions en or, en aluminium ou en cuivre peuvent être utilisées.

La plupart des processeurs modernes utilisent des emballages en plastique avec un dissipateur de chaleur.

Généralement, le noyau est recouvert de céramique ou de plastique pour éviter tout dommage. Les processeurs modernes sont équipés d'un dissipateur de chaleur, qui offre une protection supplémentaire à la puce, ainsi qu'une plus grande surface de contact avec le refroidisseur.

Test du processeur

La dernière étape consiste à tester le processeur, qui s'effectue à des températures élevées, conformément aux spécifications du processeur. Le processeur est automatiquement installé dans la prise de test, après quoi toutes les fonctions nécessaires sont analysées.