В современном мире передовых технологий производства и упаковки микропроцессоров Intel 386 кажется скромным — серая керамическая плата с 132 золотыми контактами, которую можно найти среди устаревших компонентов. Однако за этой непритязательной внешностью скрывается выдающееся достижение инженерии конца 1980-х годов, которое мы часто недооцениваем.
С помощью КТ-сканера и цифрового анализа Кен Ширрифф смог исследовать каждый слой этого легендарного процессора, не прибегая к физическому вскрытию. Сканирование создало сотни тончайших рентгеновских срезов, объединённых в 3D-модель, которую можно вращать, масштабировать и «разбирать» по слоям. Первый слой раскрывает сеть золотых соединительных проводов толщиной всего 35 мкм — тоньше человеческого волоса, — связывающих кристалл процессора с внутренними контактами корпуса.
Эти провода передают данные, управляющие сигналы или, в случае объединения нескольких проводов, обеспечивают питание и заземление. Следующий слой демонстрирует сложность корпуса 386: это, по сути, миниатюрная шестислойная печатная плата. Два слоя отвечают за передачу сигналов, а четыре медных плоскости обеспечивают стабильное питание и заземление. Использованный метод «однорядного двойного шельфа», описанный в документации Intel, позволил компактно разместить максимум соединений.
Сканирование выявило маршруты подключения контактов, включая тонкие боковые провода, использованные при гальванизации золотом, которые Ширрифф подтвердил, слегка отшлифовав корпус. Слои сигналов представляют собой сложную сеть тонких медных дорожек, передающих данные и управляющие сигналы, тогда как слои питания — почти сплошные медные плоскости с минимальными отверстиями для контактов. Это обеспечивает стабильное энергоснабжение без помех. Под кристаллом виден слой серебросодержащего эпоксида, который не только фиксирует чип, но и отводит тепло, обеспечивая надёжное заземление.
Упаковка 386 решает проблему масштабирования: от элементов кристалла размером 1 мкм до контактных площадок на расстоянии 0,25 мм и внешних контактов с шагом 2,54 мм — увеличение в 2500 раз. Это превращает хрупкий кристалл в надёжный компонент для материнской платы. Восемь контактов «No Connect» (NC) не подключены к плате, но некоторые из них имеют внутренние связи, вероятно, для тестирования или отладки. Один NC-контакт даже передаёт выходной сигнал, что намекает на скрытые функции.
Подробности исследования доступны в оригинальном блоге Ширриффа. Для Intel такой многослойный керамический корпус стал прорывом, преодолев устаревшее убеждение руководства, что чипы не должны иметь более 16 контактов. 386 ознаменовал переход к сложным корпусам, обеспечившим управление питанием, целостность сигналов и теплоотвод, что сделало возможными современные вычисления. Этот процессор заложил основу для многозадачных ПК, а его упаковка была не менее важна, чем количество транзисторов. Работа Ширриффа подчёркивает, что в эпоху ранних микропроцессоров Intel вкладывала лучшие инженерные ресурсы даже в такие, казалось бы, прозаические аспекты, как корпус чипа. Будущее покажет, вернётся ли Intel к былой славе инноваций.
Оригинал
Уникальность
