Эту фотографию кристалла процессора Intel Core i9-13900K (Raptor Lake) в конфигурации 8 высокопроизводительных + 16 энергоэффективных ядер сделал Фритченс Фриц (Fritzchens Fritz). Уже больше восьми лет он регулярно публикует снимки компонент микроэлектроники крупным планом и разрешает всем желающим использовать их даже без указания авторства.

Кристальная чистота: как делают макроснимки кристаллов микросхем

Если вам доводилось читать новости полупроводниковой индустрии, вы наверняка встречали в текстах красочные фотографии кристаллов микросхем, снятые крупным планом. Компании электронной отрасли нередко используют такие снимки в пресс-релизах и других маркетинговых материалах. Например, недавно Apple презентовала «внутренний мир» семейства процессоров M3, чтобы подчеркнуть их возросшую производительность и бьющее рекорды число транзисторов. А некоторые техно-энтузиасты выбрали макрофотографию микроэлектроники своим хобби, результатами которого может воспользоваться любой желающий в силу открытой лицензии. Так, их снимки можно встретить в описаниях разных микросхем даже на WikiChip.

Мы запускаем рубрику #dieshots, в которой будем показывать снимки кристаллов микросхем различных архитектур и производителей и рассказывать, что в каждой из них интересного и особенного. Рубрика станет развитием заметки RTL-инженера Николая Тернового, в которой он рассказал про фотографа Фритченса Фрица (Fritzchens Fritz). В первом посте разберёмся с базовой терминологией и покажем, как проходит подготовка к съёмкам.

Кристалл, система на кристалле, система в корпусе, микросхема, микрочип — кого-то может запутать разнообразие терминов, которые стали привычными даже для нетехнических текстов. Кристалл, или die по-английски, — это полупроводниковая пластина с набором электронных схем, который выполняет одну или несколько функций. Чаще всего он находится внутри корпуса, который предназначен одновременно для защиты, теплоотведения и соединения с печатной платой. Кристалл в корпусе — это микросхема. Микрочипом, или просто чипом, попеременно называют то сам кристалл, то микросхему, и однозначности, в каком контексте какое слово стоит использовать, нет.

Если микросхема объединяет в себе большинство компонентов компьютера или другой электронной системы — например, CPU, GPU, блоки памяти и интерфейсы для подключения внешних устройств — её называют системой на кристалле. Практически все современные чипы как раз такие. Если же разместить всё необходимое на одном кристалле не представляется возможным, то под корпусом микросхемы могут находиться сразу несколько кристаллов. Это решение носит название «система в корпусе».

Кристаллы микросхем невероятно интересны для изучения даже чисто визуально. А если сделать снимки камерой высокого разрешения с макрообъективом или даже с использованием металлографического микроскопа, то мастерство воплощения инженерной мысли на столь миниатюрных поверхностях и элементах просто завораживает.

Такие макроснимки можно найти в любом поисковике по запросу из названия нашей рубрики — «die shots», а чтобы их сделать, используют термофены, эпоксидную смолу, программы для создания панорам и даже серную кислоту. По ссылке ниже мы расскажем, каких усилий стоит производство снимков и что обычно остаётся за кадром.

Читать пост →

#приборы

​​Где Уолли? Ищем полосатую шапку среди кэшей, шин и регистров процессора R4000

Майкл Дэвидсон, учёный из университета Флориды, много лет снимает разные предметы под микроскопом. В конце 90-х годов он разглядывал через окуляр кристалл процессора R4000 компании MIPS Computer Systems и обнаружил на нём крошечного Уолли: персонажа детских книг в очках и полосатой шапке с помпоном.

После публикации фото с учёным связался дизайнер чипа Кевин Кун. Он сказал, что захотел поместить небольшое произведение искусства на кристалл просто потому, что провел много времени за разработкой R4000. Правда, Кевин отметил, что среди кэшей и регистров прячется вовсе не Уолли, а изображение другого дизайнера компании. Художники подписывают свои картины, а инженеры — микрочипы и платы. Поэтому надписи или картинки на них — не такая уж редкость.

Мы рассматриваем разные микросхемы и делимся занимательными фактами о них в рубрике #dieshots. Герой сегодняшнего поста — R4000, который MIPS анонсировала в феврале 1991 года. Газета The New York Times тогда назвала его «великим убийцей в Кремниевой долине». Дело в том, что представленный чип был первым коммерческим 64-битным RISC-процессором. В то время как индустрия работала на 32 битах, R4000 предлагал 64-разрядные шины данных и регистры. А значит, большую память и скорость выполнения вычислений, чем у конкурентов.

R4000 стал сердцем прототипа робособаки Aibo и графических станций Silicon Graphics (SGI), которые засветились в фильме «Парк Юрского периода». Именно машины SGI стоят в диспетчерской парка развлечений и используются для мониторинга систем безопасности на острове и визуализации ДНК в лаборатории. В целом, процессор R4000 был настолько важен для Silicon Graphics, что компания купила MIPS Computer Systems.

Пока одни аналитики считали, что MIPS поторопилась с 64-битным решением, другие предсказывали, что процессор станет трендом, за которым последуют другие разработчики. Конечно, так думали и сотрудники MIPS. «С R4000 мы хотим убедить людей в том, что это архитектура следующего десятилетия», — сказал тогда Роберт С. Миллер, исполнительный директор компании. Что в итоге и произошло: к 2000 году свои 64-битные процессоры представили Intel, HP, Sun, HAL Computer Systems и IBM.

Прикреплённый к посту снимок кристалла R4000 сделал фотограф Паули Раутакорпи, чьи работы иллюстрируют многие статьи о процессорах на Википедии. Правда, редакция «Истового инженера» Уолли на нём не нашла. Возможно, получится у вас? 😉

#приборы #техноарт

Естественно, научный вклад: тест

Нобелевский лауреат по физике Донна Стрикленд на церемонии награждения заявила: «Я не считаю себя женщиной в науке. Я считаю себя учёным». Премию она получила за разработку метода генерирования сверхкоротких оптических лазерных импульсов высокой интенсивности, который активно используется в коррекционной хирургии глаза.

Действительно, женщины давно стали полноценными участниками и драйверами технологического прогресса в различных областях. Сегодняшний праздник — ещё один повод об этом вспомнить и, возможно, узнать что-то новое для себя. Поэтому в нашем канале — небольшая викторина, посвящённая женщинам в науке и технологиях.

Вопросов про известных всем Марию Кюри, Грейс Хоппер и Аду Лавлейс не будет. Мы возьмем веса «потяжелее»: зададим вопросы о женщинах, деятельность которых была связана с «железом» и электроникой. А в завершение викторины обязательно опубликуем правильные ответы с комментариями, чтобы вы могли проверить себя.

#историятехнологий