Os processadores são projetados usando diferentes tecnologias?

Os processadores podem / são projetados usando diferentes tecnologias? O que quero dizer aqui é: em, por exemplo, os processadores de 28nm da Intel, são todos os portões desse processador embutidos na tecnologia de 28nm ou são apenas as partes mais críticas desse processador construídas em 28nm, as outras partes muito menos críticas sendo projetadas em outras tecnologias muito menos caras, como 65 nm ou mais, por exemplo?

Se sim [os processadores são uma mistura de tecnologias], como isso pode ser feito na prática (ou seja, diferentes tecnologias em um mesmo molde)? E por que isso é feito?

Estou curioso sobre tudo isso, então qualquer informação extra relacionada a essas perguntas também é mais que bem-vinda

"Tecnologia" não é realmente o termo certo para o que você está perguntando. A tecnologia do chip é determinada pelas etapas de processamento específicas necessárias para fazê-lo e, entre outras coisas, isso determina os tamanhos mínimos de recursos para vários itens no chip. O número normalmente associado a uma tecnologia específica (por exemplo, 28 nm) refere-se especificamente ao comprimento mínimo da porta, que é determinado pela largura das linhas que podem ser desenhadas na máscara que forma os portões do transistor.

Para ter certeza, nem todos os transistores em um determinado chip exigem o comprimento mínimo da porta e muitos exigem mais do que a largura mínima da porta (para maior capacidade de manuseio de corrente); portanto, sim, você realmente verá transistores de vários tamanhos diferentes em um chip .

Todo o processador é construído com a mesma tecnologia. Isso é determinado pela (s) máscara (s) e ótica para projetá-las em cada dado em uma bolacha (um processo chamado "pisar"). Os tamanhos de recursos menores permitem que mais componentes sejam embalados em uma matriz, menor consumo de energia e maior velocidade. Não adianta gastar uma pequena fortuna (eles fazem custar uma pequena fortuna) em uma máscara e, em seguida, não use suas possibilidades.

Para ficar claro: sim, os mesmos 28 nm serão usados ​​em uma etapa para a superfície completa da matriz, mas não , nem todos os componentes terão o mesmo tamanho. Só que a máscara de 28 nm não será trocada por uma máscara de 65 nm por parte do dado.

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fato, existem áreas maiores em uma matriz que não exigem o tamanho pequeno de 28 nm. Típicas são as almofadas de esfera de solda para um chip flip:

Observe a escala: essas almofadas são 1000 vezes maiores que as melhores estruturas da matriz. Aqui, uma máscara menos fina pode ser usada, mas, novamente, se a etapa do processo também exigir os 28 nm, a mesma máscara será usada para ambos. Não é porque os blocos são gigantescos que eles não precisam ser posicionados com precisão, e isso é menos propenso a erros se você não precisar trocar as máscaras.

Em qualquer processo moderno, é muito comum ter várias espessuras GOX (óxido de porta). Isso não é usado por razões de custo, mas para fazer interface com o mundo externo. O núcleo funcionará na tensão mais baixa e em um GOX mais fino, mas será muito mais rápido. Os transistores de óxido de porta mais espessos estão conectados aos pinos da embalagem, são mais lentos, mas operam em tensões mais altas.

À medida que você escala a espessura do GOX, o tamanho físico do transistor também deve aumentar.

Adicionar etapas adicionais para acomodar esse fluxo GOX duplo aumenta realmente o custo do processo. Mas não será capaz de funcionar de outra maneira.

A razão para usar diferentes tecnologias é a redução da potência estática (basicamente vazamento de corrente no transistor). No processo de 90 nm, a energia estática começa a comparar e, eventualmente, ofusca a energia dinâmica. E como ele pode ser implementado, bem, o processo de fabricação de silício envolve máscaras e gravura, se você puder fazer um processo de 28nm, eu assumiria que um processo de 65nm poderia ser feito usando 28nm, seria apenas um grande transistor nas máscaras

O nó da tecnologia pode estar relacionado ao tamanho do recurso (comprimento do canal MOS do transistor, em relação ao dreno e à fonte). se o IC for 28nm, significa que o canal de comprimento mim é 28size, nem todo comprimento de canal é o mesmo, mas, mesmo tempo, isso não significa que vai para 65nm.