По завершении обработки подложки специальное устройство проверяет каждую микросхему на ней и отмечает некачественные, которые позже будут отбракованы. Затем микросхемы вырезаются из подложки с помощью высокопроизводительного лазера или алмазной пилы.
После того как кристаллы вырезаны из подложек, каждая микросхема испытывается отдельно, упаковывается и снова проходит тест. Процесс упаковки называется соединением: после того как кристалл помещается в корпус, специальная машина соединяет тонюсенькими золотыми проводами выводы кристалла с контактами на корпусе микросхемы. Затем микросхемы упаковываются в специальный контейнер, который предохраняет её от неблагоприятных воздействий внешней среды.
После того как выводы кристалла были соединены с контактами на корпусе микросхемы, а микросхема упакована, выполняется заключительное тестирование. Чтобы определить правильность функционирования и номинальное быстродействие. Разные микросхемы одной серии зачастую обладают различным быстродействием. Специальные тестирующие приборы заставляют каждую микросхему работать в разных условиях (при разных давлениях, температурах и тактовых частотах), определяя значение параметров, при которых прекращается корректное функционирование микросхемы. Также определяется максимальное быстродействие: после этого микросхемы сортируются по быстродействию и распределяется по приёмникам: микросхемы с близкими параметрами попадают в один приёмник. Например микросхемы Pentium 450, 500 и 550 МГц представляют собой одну микросхему, т. е. все они были напечатаны с одного и того же фотошаблона, и сделаны из одно и той же заготовки, но в конце производственного цикла были отсортированы по быстродействию.
Поскольку в процессе производства, естественно, совершенствуется линия по сборке микросхем, процент версий с более высоким быстродействием возрастает. Это означает, что, если на подложке 150 микросхем, скорее всего, более 100 из них будут работать с тактовой частотой 550 МГц, только несколько не будут обладать таким быстродействием. Парадокс состоит в том, что Intel продаёт намного больше дешёвых микросхем, маркированных частотами 450 и 500 МГц. Вероятно это происходит по тому, что процессоры, которые могли бы работать на частоте 550 МГц, на основе результатов тестирования автоматически направляются в приёмник для процессоров, предназначенных для работы на частотах 450 и 500 МГц. Далее эти микросхемы соответствующим образом маркируются и продаются по более низкой цене. Пользователи, обнаружив, что многие из этих дешёвых чипов фактически работают на более высокой тактовой частоте, чем указанная в маркировке, стали повышать частоту, на которой работает процессор. Теория разгона (overclocking) описывает поведение микросхемы на тактовых частотах, превышающих номинальную. Во многих случаях процессор работает без сбоев, поскольку, по сути, эти процессоры были рассчитаны на более высокое быстродействие, просто в их маркировке указана более низкая тактовая частота.
Для того, чтобы положить этому конец, Intel решила встроить защиту от разгона в большинство своих новейших чипов. Это делается в процессе соединения: микросхемы изменяются таким образом, что не могут при тактовых частотах, превышающих указанную (в соответствии с которой была установлена их цена). Были изменены схемы, связанные с выводами частоты шины (Bus Frequency); благодаря этому стало возможным контролировать внутренний множитель, используемый микросхемой.
| Преодолён очередной рубеж – 1 ГГц. |
В начале марта 2000 г. Интел и AMD объявили процессоры с тактовой частотой 1ГГц.
AMD Athlon достигает рабочей частоты в 1GHz разгоном. 1GHz Athlon работает на 1.8V, намного выше чем нормальные 1.65-1.7V. Почти каждый Athlon 850 прежде мог работать на 900MHz при повышении частоты до 1.8V. Это напряжение в действительности является пределом, и 900MHz Athlon помещается в этом ограничении.
Существуют отчеты, согласно которым нынешние Athlon 800 и 850 не разгоняются так хорошо. Согласно некоторым из этих источников, это указывает на то, что AMD накапливал свои лучшие процессоры для поставки на рынок достаточного количества гигагерцовых камней.
Вторым рассматриваемым фактором является рассеяние эненргии. K7-1000 обычно потребляет 60W и максимум 65W, в то время, как K7-900 съедает максимум 60W и типично 53W. Это наиболее прожорливые Athlon из виденных прежде - CPU Athlon 650 (0.25 мкм) расходует максимум 54W и обычно 48W. Другими словами, эти процессоры требуют исключительно хороших блоков питания. Надо бы посмотреть, способны ли вышедшие прежде Athlon системы перенести апгрейд на этих новых пожирающих энергию монстров. Можно предположить, что вскоре AMD выпустит 1.7V версии этих процессоров.
Конечно, нельзя с полной уверенностью утверждать, что новый гигагерцовый Athlon - это просто разогнанный 850 чип. Сама компания разработчик выступила с разъяснениями, что несмотря на радикально задранное, до 1.8V, напряжение, 1GHz процессор построен на ядре ревизии Orion, в то время как прежнее ядро 850MHz Athlon имеет ревизию Pluto. Но возможно, главной причиной появления этого нового ядра стала как раз оптимизация ревизии Pluto для достижения максимальной скорости.
Ввиду прожорливого нрава Athlon 1GHz далеко не всякая материнская плата будет поддерживать его. В действительности список системных плат, рекомендованных AMD для 900, 950 и 1GHz Athlon очень ограничен. Например, очень нестабилен Athlon 1GHz на популярной плате Gigabyte GA-7IX, хотя она прекрасно работает с Athlon 850 (ядро 1.7V). В большинстве случаев для работы с быстрыми процессорами потребует замены прежний BIOS. AMD никогда не отрицал, что для проведения апгрейда на новый Athlon вам может понадобиться свежий BIOS, но K6-2 550 можно вставить в плату Super Socket 7 с поддержкой "только K6-2 450" безо всяких проблем. Апгрейд становится все более и более трудным.
Интел также повышает напряжение с 1.65V до 1.7V для достижения 1GHz. Чтобы увидеть, что это значит, можно вспомнить совсем еще недавнюю историю.
Когда Интел впервые представлял свой 0.18um технологический процесс, в декабре 1998 года, он заявлял о том, что транзисторы были оптимизированы для уменьшенного операционного напряжения от 1.3V до 1.5V, для обеспечения высокой производительности и малого энергопотребления. В то же самое время были продемонстрированы данные о надежности, ясно показывающие диапазон за 1.5V. Если бы компания не испытывала конкуренции со стороны AMD, 0.18um Coppermine был бы введен на 1.5V. Осознавая, что они не могут конкурировать с Athlon на 1.5V, они исчерпали свой запас надежности, выпустив Coppermine на 1.65V. Сейчас, в условиях еще более жесткого соперничества, они использовали свои резервы на полную катушку, доведя напряжение до 1.7V. Чтобы сделать это, Интел переключился на подтянутые материнские платы и специальных радиаторов. В этом нет ничего страшного, надо полагать, Интел хорошо знает, какие границы ему не следует переступать, но AMD делает в точности то же самое.
Отчетливо видно, что и AMD, и Интел довели свои процессоры до границы возможного. Может это и не кажется плохим, но уже используются процессоры, которые для нормального функционирования требуют выполнения целого набора условий к среде температура/частота. Сейчас же мы видим новые процессоры, способные работать корректно лишь в специально оборудованных производителями корпусах.
Как бы там ни было, интеловский Coppermine рассеивает намного меньше энергии чем Athlon (у Athlon намного более активная логика), так что это в действительности не проблема. PIII 1000MHz рассеивает 33W, но есть еще другие источники беспокойства.
Интеловские PIII 850 и 866 появились лишь спустя две недели после внезапного появления гигагерцового процессора. Один из источников указывает на то, что Интел пожертвовал выходом (процентом работающих процессоров), чтобы получить большую градацию частот. Интел может "разогревать" транзисторы для получения быстрых камней, но выход в таком случае очень малый.
Другой проблемой является малый температурный допуск у PIII. Максимальная температура PIII 1GHz всего лишь 60°C, в то время как большинство PIII прекрасно себя работают при 80°C. Это значит, что охлаждение должно быть мощным и устойчивым. Это проблема не только тех покупателей, кто жаждет потратиться на один гигагерц, но и для производителей, гарантирующих исправную работу в менее комфортных условиях, типа плохо проветриваемых помещений в течение летних месяцев.
Но наиболее невероятным фактом остается применение ядра P6, стартовавшего со 150MHz, на частоте 1GHz. Поистине, выжать все соки из почтенного заслуженного ядра, настроив и превратив его в мотор современного процессора, могли только высококлассные интеловские инженеры, но это достигнуто при помощи множества ухищрений, типа технологии notched poly.
Еще одним свидетельством, показывающим, что Интел, выпуском своего гигагерцового процессора лишь спешно закрывал пробоины в своем PR-облике, является отсутствие возможности дуальной работы в новом процессоре. В спецификации интеловской системной платы Lancewood указана поддержка всех видов Coppermine, какие можно только представить, нет среди них лишь PIII 1GHz. Интел не афиширует этот факт. Процессор 1GHz не работает в тандеме с другим 1GHz процессором. Снова предполагается изменение ядра. По всем канонам, должный считаться high-end процессором, PIII 1GHz не поддерживает одну из ключевых возможностей. Наверное, мы не дождемся от Интел объяснений, почему такая полезная особенность пропала.
Конкуренция не всегда хороша для потребителей. Athlon превосходит PIII, и AMD не мог позволить себе упустить шанс первым выпустить 1GHz чип. Результат, однако, состоит в том, что 900MHz-1GHz Athlon (1.8V) могут не явиться реальным жизненным апгрейдом для владельцев Athlon ввиду их даже более строгих, чем прежде, требований к питанию. Ведь Athlon 750 и 800, даже в сочетании с Geforce DDR, прекрасно работает со старыми блоками питания 235W.