解剖CPU
你有没有想过,切开CPU看看里面?
有一个瑞典Lund大学的物理学博士生,就真的这么干了,还把照片放到网上。我们知道,CPU里面是几千万到几亿个晶体管,他的目标就是看到这些晶体管。
1.
他先找到一块Intel公司的奔三(Pentium III)Coppermine芯片,主频800MHZ,生产于2000年。(我查了一下,网上的报价现在是15~30元人民币/块。)
下面是这块CPU的正面。你可以看到它分成两部分,周围是一圈绿色的电路板,中间那块蓝色的就是芯片。
(本文所有图片,都可以点击看大图。)
2.
CPU的背面是密密麻麻的针脚,用来从主板取电和通信。
3.
为了把芯片从电路板取出,动用了电锯。
4.
切断电路板,就可以取出芯片了。
5.
去掉上面的金属保护盖,芯片的庐山真面目显现了,上面有很多闪光的小点。
6.
把这块芯片放到光学显微镜下,看到那些小点都是一个个金属垫(metal pad),用来连接芯片内部与外面的电路板。
7.
拉近距离,可以看到金属垫中间的小洞里面有一些特殊结构。
8.
那里原来是一层层的导线,好像三明治叠在一起。
9.
调整显微镜,依次把焦点对准不同的导线,先是上层。
10.
然后,焦点对准中间的那层导线。
11.
最后是下层导线。
12.
导线的下面就是硅片层(晶圆),也就是晶体管的位置。但是这时,光学显微镜已经到放大的极限了,只好改用电子扫描显微镜(scanning electron microscope)。
因为没有办法去掉导线层,所以先把芯片一切二,观察横截面。
13.
可以看到芯片的底部,也就是金属层底部有一些线条。
14.
把底部放大。
15.
肉眼看到大概有六层,全部都是金属导线,估计就是刚才光学显微镜里看到的导线层。
16.
换一个更好的角度。
17.
这台电子扫描显微镜的极限是250纳米,而奔三的制造工艺是180纳米(根据wikipedia),所以没法看见更细的导线层,更不要说下面的晶体管了。
18.
换一个角度,从上往下看,依然是一层层叠加的导线。由于暂时没办法把这些导线去掉,所以晶体管层还是看不见。
(完)
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- 作者:阮一峰的网络日志 来源: 阮一峰的网络日志
- 标签: CPU 结构
- 发布时间:2010-11-14 09:01:00
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