Здравейте, хора,

днес ще си говорим за бъдещето и малко за историята на компютърните технологии. Както всички знаем, всяка година се появяват нови чипове, нови поколения процесори, видео карти и т.н. Фундаментално обаче в повечето случаи те не се различават. Те принадлежат към една и съща технология, която всяка година леко се подобрява. Сравнително рядко, може би веднъж на няколко десетилетия, се появява грандиозно по-различна технология, която коренно променя нещата. Днес ще обърнем внимание на бъдещето на компютърните чипове и по-конкретно на така наречения субстрат и материалът, от който той е направен.

Съвременните компютърни чипове са направени главно от три компонента - самият силиконов чип, охладителната капачка  и така наречения субстрат - това е основата, върху която силикона е поставен. Тя е тази зелена част, която осигурява комуникацията между чипа и дънната платка. 

По същия начин, по който транзисторната технология се развива с времето, технологията на субстратите също се променя. През 70-те години се използва така нареченото Lead Frame пакетиране на чиповете.

При него са характерни тези метални крачета, които излизат от чипа и се запояват или свързват с платката. Такива чипове се използват и до днес за по-елементарни задачи. 

През 90-те се появяват чипове с керамични субстрати.

Те, зам енени от днешните органично-ламинатни субстрати, които най-просто обяснено, представляват вид пластмаса. 

Въпросът с материала, от който е изработен субстратът е толкова важен, защото трябва да отговаря на редица изисквания на съвременните чипове. На първо място трябва да осигурява допълнителна проводимост и захранване между контактната повърхност на силиконовата част от чипа и контактните връзки на дънната платка и по възможност да предотвратява  смущения.

Субстратът също така осигурява механичната опора и здравина на чипа и позволява той лесно да бъде пренасян, монтиран и т.н. Субстратът също осигурява механична опора на охлаждащата капачка на процесора. Материалът, от който е направен субстратът трябва да бъде температурно устойчив и да не променя много обема си по време на циклите на нагорещяване и след това охлаждане. 

С нарастване на изискванията към съвременните чипове сме все по-близо до лимита на сегашната технология на субстратите. Това се вижда най-ясно поради нуждата на много малки чипове да бъдат интегрирани на един субстрат - така наречената “чиплет” технология. 

Наскоро единият от основните производители на чипове в света  - компанията Intel обяви, че работят върху нов вид субстрати, които ще влязат в масова употреба в началото на следващото десетилетие. Те ще бъдат направени на базата на стъкло, като вече има и най-ранни прототипи на подобни чипове. 

Стъклото е материал, който лесно може да бъде обработен в различни, много малки размери и форми. То дава редица предимства особено, когато става дума за увеличаване на площта с цел интегриране на повече чипове на един субстрат. При настоящата технология с увеличаване на площта идва риска от изкривяване на субстрата при високи температури, както при производствения процес, така и в последствие при употребата на чиповете. Стъклото обаче ще реши този проблем. То също така ще улесни употребата на фибро-оптични връзки между чипа и пиновете на дънната платка, които са в пъти по-малки и по-проводими от използваните в момента медни нишки. 

Според Intel, преминаването към стъклени субстрати ще позволи продължаването и за в бъдеще закона на Мур. Законът на Мур гласи, че броят на транзисторите в чиповете се удвоява средно на две години благодарение на напредъка в технологиите. 

Към настоящия момент има огромен  натиск това да се случи поради все по-разрастващият се изкуствен интелект и нуждата от повече и по-мощни дата центрове. Целта, която от Intel са си поставили е достигане до един трилион транзистора в устройство до 2030г. 

За да се поддържа законът на Мур в сила все повече се залага на сложни пакети от множество чипове събрани в едно. Като например този гигантски чип, наречен “Intel Ponte Vecchio”.

Той представлява интелския върхов модел на GPU чип за дейта центрове. Този дейта-център A.I. продукт съдържа общо 47 чиплета направени по 5 различни производствени процеса. За да може всички те да работят заедно, Intel използват техните най-напреднали технологии за пакетиране наречени EMIB и FOVEROS.

EMIB - идващо от Embedded Multi-Die Interconnect Bridge Technology позволява чиповете да бъдат свързани един до друг. Foveros позволява чиповете да бъдат поставяни един върху друг. Тази две технологии много напомнят Infinity Fabric-a и 3D-V Cash-ът на AMD, за които също сме говорили. 

Ponte Vecchio както и другите съществуващи модели на Intel все още използват изпитаната система на органично-ламинатните субстрати, но следва да покаже засилващата се нужда от все по-големи и все по-сложни като конструкция чипове, за това е и тяхната цел до 2030-та година да успеят да преминат към стъклени субстрати. 

И тъй като говорихме доста за Intel в това видео и почти не споменахме AMD за съжаление не успях да открия никаква информация относно техни планове и разработки в областта на стъклените субстрати. Знаем, че AMD са лидери и ако не ме лъже паметта, дори бяха първите, които заложиха на чиплет технологията. Техните Ryzen процесори съдържат няколко малки свързани с Infinity Fabric чипове, вместо един монолитен чип, както и техният напредък по отношение на триизмерното събиране на чипове - известният 3D-V кеш. Само, че за промяна на самия субстрат  не се говори. Така, че за момента следим развитието на Intel в това направление. 

И преди да завършим, нека отговорим на още един въпрос, който касае чисто естетическата страна на нещата. Ще бъдат ли бъдещите чипове направени със стъклен субстрат прозрачни?

И колкото и това да разпалва въображението ни, за съжаление от Интел за момента твърдят, че като цвят стъклените субстрати вероятно ще са същите като сегашните. Потребителите визуално няма да могат да разграничат дали става дума за стъклен или органичен субстрат. 

Ех…жалко, щеше ми се да имам процесор, който прилича на кристал и като му сложим една лазерна RGB подсветка, знаете ли колко яко би изглеждало. Това обаче за сега остава само в рамките на въображението.

Ако искате да продължавате да получавате интересна и полезна информация в областта на компютрите, посещавайте редовно блогът на Йон Компютърс.