¿Los procesadores están diseñados con diferentes tecnologías?

¿Pueden / están diseñados los procesadores utilizando diferentes tecnologías? Lo que quiero decir aquí es: en, por ejemplo, los procesadores de 28nm de Intel, todas las puertas de ese procesador están construidas con tecnología de 28nm o son solo las partes más críticas de ese procesador construido en 28nm, y las otras partes mucho menos críticas están siendo diseñadas en otras tecnologías mucho menos costosas como 65 nm o más, por ejemplo?

En caso afirmativo [los procesadores son una mezcla de tecnologías], ¿cómo se puede hacer esto en la práctica (es decir, diferentes tecnologías en un mismo dado)? ¿Y por qué se hace esto?

Tengo curiosidad por todo esto, por lo que cualquier información adicional relacionada con estas preguntas también es más que bienvenida

"Tecnología" no es realmente el término correcto para lo que estás preguntando. La tecnología del chip está determinada por los pasos de procesamiento específicos necesarios para hacerlo, y entre otras cosas, esto determina los tamaños mínimos de las características para varios elementos en el chip. El número comúnmente asociado con una tecnología en particular (por ejemplo, 28 nm) se refiere específicamente a la longitud mínima de la puerta, que está determinada por el ancho de las líneas que se pueden dibujar en la máscara que forma las puertas del transistor.

Para estar seguros, no todos los transistores en un chip dado requieren la longitud mínima de la puerta, y muchos requieren más que el ancho mínimo de la puerta (para una mayor capacidad de manejo de corriente), por lo que sí, verá transistores de muchos tamaños diferentes en un chip .

Todo el procesador está construido con la misma tecnología. Esto está determinado por la (s) máscara (s) y la óptica para proyectarlos en cada dado en una oblea (un proceso llamado "escalonamiento"). Los tamaños de características más pequeños permiten empaquetar más componentes en un dado, menor consumo de energía y mayor velocidad. No sirve de nada gastar una pequeña fortuna ( sí cuestan una pequeña fortuna) en una máscara y luego no usar sus posibilidades.

Para ser claros: sí, se utilizarán los mismos 28 nm para un paso para la superficie completa del troquel, pero no , no todos los componentes serán del mismo tamaño. Es solo que la máscara de 28 nm no se cambiará por una máscara de 65 nm para parte del dado.

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hecho, hay áreas más grandes en un dado que no requieren el tamaño pequeño de 28 nm. Lo típico son las almohadillas de bolas de soldadura para un chip flip:

Observe la escala: estas almohadillas son 1000 veces más grandes que las mejores estructuras en el dado. Aquí se puede usar una máscara menos fina, pero de nuevo, si el paso del proceso también requiere los 28 nm, se usará la misma máscara para ambos. No es porque las almohadillas sean gigantescas que no tienen que colocarse con precisión, y eso es menos propenso a errores si no tiene que cambiar las máscaras.

En cualquier proceso moderno dado, es muy común tener múltiples grosores GOX (Gate Oxide). Esto no se usa por razones de costo, sino para interactuar con el mundo exterior. El núcleo funcionará con el voltaje más bajo y en un GOX más delgado, pero será mucho más rápido. Los transistores de óxido de puerta más gruesos están conectados a los pines del paquete, son más lentos pero funcionan a voltajes más altos.

A medida que escala el grosor GOX, el tamaño físico del transistor también debe aumentar.

Agregar pasos adicionales para acomodar este flujo GOX dual en realidad aumenta el costo del proceso. Pero no podrá funcionar de otra manera.

La razón para usar diferentes tecnologías es para reducir la potencia estática (básicamente corriente de fuga en el transistor). En el proceso de 90 nm, la potencia estática comienza a compararse y finalmente eclipsa la potencia dinámica. Y cómo se puede implementar, el proceso de fabricación de silicio implica máscaras y grabado si puede hacer un proceso de 28 nm, supongo que un proceso de 65 nm se podría hacer usando 28 nm, sería un gran transistor en las máscaras.

El nodo tecnológico se puede relacionar con el tamaño de la función (imite la longitud del canal del transistor MOS b / w el drenaje y la fuente). si IC es de 28 nm, significa que el canal de longitud mínima es de 28, no todas las longitudes de canal son iguales, pero al mismo tiempo no significa que llegue a 65 nm.