Cristofer Martel Miranda
Periféricos e Interfaces
11 de Noviembre de 2008
Contenido
 Fabricación de procesadores
 Sockets y slots
 Refrigeración
 Co-procesadores matemáticos
 Bugs
 Resolución de problemas
Fabricación de procesadores
Cuando los transistores comenzaron a desbancar a los tubos de vacío en
la mayoría de los circuitos electrónicos, el material que se empleaba
para construirlos era el germanio.
No mucho después comenzó a utilizarse el silicio, cuyo costo,
características y abundancia lo hacían mucho más interesante. El silicio
es el elemento mas abundante en la corteza terrestre después del
oxigeno.
Los procesadores son fabricados principalmente con este material pero
el proceso de fabricación es muy complejo y costoso.
Los fabricantes invierten miles de millones de dólares en la construcción
de sus plantas de fabricación de procesadores.
Fabricación de procesadores
Para convertir el silicio en chips tenemos que obtener
cristales de silicio puro y lo haremos mediante el
método de Czochralski.
Lo primero que tenemos que hacer es purificar el silicio,
para ello, seguimos los siguientes pasos:
Primero metemos la materia prima(rocas de cuarzo) en
un horno de arco eléctrico y obtenemos Silicio de
grado metalúrgico que tiene un 99% de pureza pero
esto no es suficiente para procesos electrónicos.
Fabricación de procesadores
Entonces, volvemos a purificar el silicio pero ahora por
unos procesos químicos hasta que la concentración de
impurezas es inferior al 0.2 partes por millón y
obtenemos el Silicio grado semiconductor.
Después, se deposita en un recipiente que tiene forma
barra, ésta se divide en trozos y cada uno se mete en un
crisol de cuarzo y son metidos )) en un horno a más de
2500 ° Fahrenheit para eliminar las impurezas que les
puedan quedar.
Fabricación de procesadores
Cuando los trozos ya están fundidos, controlando que la
temperatura este por encima del punto de fusión, se
introduce una varilla que tiene en un extremo un
cristal que actúa como semilla para que el silicio tenga
la misma estructura cristalina que la semilla
Dependiendo de la temperatura y la velocidad de
rotación podemos obtener lingotes de mayor o menor
diámetro.
Fabricación de procesadores
Los lingotes que se obtienes son de 200mm o 300mm de
diámetro
Fabricación de procesadores
Cada lingote es cortado con una sierra de diamante de
alta precisión en más de mil obleas, cada una de menos
de un milímetro de ancho.
Cada una de ellas son pulidas hasta que su superficie sea
como la de un espejo.
Fabricación de procesadores
Los chips son construidos en las obleas mediante el
proceso de fotolitografía.
A través de este proceso creamos transistores, circuitos y
señales del camino de datos depositando diferentes
capas de varios materiales encima del chip una detrás
de otra.
Fabricación de procesadores
Primero se pone a la oblea una capa de aislante de
dióxido de silicio que aumenta la oblea ?¿?
Después se le aplica una capa de material foto-resistente
y se le proyecta el diseño del chip a través de una
máscara sobre una superficie sensible a la luz.
Fabricación de procesadores
Cuando hayamos impreso toda la oblea aplicamos una
solución caústica en las áreas donde la luz ha golpeado
el foto-resistente imprimiendo los circuitos de los
componentes.
El proceso sigue con el dopaje, depositamos una capa de
material semiconductor en la oblea y encima el fotoresistente y repetimos el proceso anterior hasta que el
chip haya sido completado.
Fabricación de procesadores
En las zonas de interconexión se efectúan mediante
capas de metalización. En el 2002 se utilizaba
principalmente aluminio, pero empieza a utilizarse
cobre que es mejor conductor y permite
interconexiones más pequeñas.
Este no se había utilizado antes debido a que tenia
problemas de corrosión que fueron solucionados más
adelante.
Fabricación de procesadores
Silicon on insulator (SOI) es una tecnología de
fabricación microelectrónica en la que se sustituye el
sustrato tradicional compuesto de silicio mono
cristalino por otro compuesto por un sándwich de
capas de silicio-aislante-silicio
Fabricación de procesadores
Cuando cada oblea esta acabada se le hace pasar unos
test especiales a cada uno de los chips de la oblea y se
marcan los malos para ser separados más tarde.
Después, se corta cada chip de la oblea y cada uno de
estos es testeado de nuevo, empaquetado y testeado de
nuevo.
El proceso de empaquetado se refiere a las uniones del
chip con los pines encima del chip.
Aqui
Fabricación de procesadores
Hay varios tipos de empaquetado:
El más común es el PGA (pin grid array), el zócalo clásico
para la inserción en una placa base de un microprocesador,
fue usado para procesadores como el 386 y el 486; consiste
en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se
insertan las patitas del chip por pura presión.
Fabricación de procesadores
Después salió una versión ZIP(zero insertion force) que
permite insertar y quitar componentes sin hacer fuerza
y de una forma fácil, ya que lleva una palanca que
impulsa todas las patillas con la misma presión, por lo
que también evita que se dañen.
Fabricación de procesadores
Había varias variantes del PGA, por ejemplo:
 PPGA (plastic pin grid array)
 FCPGA (flip-chip pin grid array)
Estas dos fueron creadas por Intel Corporation para sus
procesadores Pentium.
Fabricación de procesadores
Otro tipo de empaquetado distinto al PGA es el SECC
(Single Edge Contact Cartridge), es un cartucho con
solo un borde que se conecta a la placa base.
El SECC es usado para el Pentium II y el III.
Fabricación de procesadores
Hay muchos chips que siendo de la misma oblea corren a
velocidades diferentes, 75% correr a una alta velocidad
y el 25% no llega a esa velocidad. Entonces son
vendidos como procesadores de menor velocidad.
Con el tiempo la gente descubrió que estos procesadores
podían ir a más velocidad de la que ponía en sus
especificaciones y aquí surgió el Overlocking.
Fabricación de procesadores
Debido a lo anterior, muchos vendedores manipulaban
procesadores de menor velocidad y los vendían como
si fueran de mayor velocidad.
La diferencia entre uno de baja velocidad y otro de alta
velocidad podía estar entre los 130€ de diferencia
siendo algo muy lucrativo para los vendedores pero no
tanto para los compradores ya que solo algunos
procesadores aguantaban el overcloking.
Intel y AMD intentaron poner fin a todo aquello
poniendo un seguro en sus procesadores para que la
velocidad del procesador no fuera manipulada pero no
sirvió de mucho.
Al final los estafadores eran capaz de desbloquear su
dispositivo anti – overcloking.Lo mejor es tener
cuidado donde comprar y verificar el número de la
especificación y el de serie con Intel o AMD.
Fabricación de procesadores
La tendencia de la industria es usar obleas mas grandes y
reducir cada vez más el tamaño de los circuitos y los
transistores en el chip. Se prevé que para el 2010 tengamos
un aumento de un 1 billón por chip.
Fabricación de procesadores
En la siguiente tabla se puede apreciar como han
evolucionado los procesos de fabricación y como se
prevé en el futuro.
Sockets y Slots
¿Qué es un Socket y un Slot?
Son unas piezas de plástico que funcionan como
intermediarios entre la placa base y el
microprocesador.
¿Por qué se creo el Slot?
Los slots se crearon para integrar cache y otros
componentes de una manera barata para producir.
Sockets y Slots
Sockets y Slots
Los primeros sockets fueron los siguientes
Socket 1
Sockets y Slots
Socket 2
Sockets y Slots
Socket 3
Sockets y Slots
Socket 6
Esto fueron construidos para el 486
Sockets y Slots
Socket 4
Sockets y Slots
Socket 5
Sockets y Slots
Socket 7
Sockets y Slots
Sockets 8
Todos estos fueron construidos para los Pentium y
Pentium Pro
Sockets y Slots
Ahora veremos los sockets actuales
Socket T
Usado para el Pentium 4 Prescott y Pentium Extreme
Edition
Sockets y Slots
Socket M2
Usado para Athlon64, Athlon64 FX, Athlon64 X2.
Sockets y Slots
Solo hay 2 tipos de Slots
Slot 1
Se usaba en el Pentium II y III, tenía 242 pines
Slot 2
Se usaba en el Pentium II Xeon y III Xeon, tenía 330
pines
Voltajes de operación
Voltajes de operación
Refrigeración
Debido a la alta velocidad del procesador, esté consume
mucha energía y genera bastante calor.
El procesador tiene que estar a una temperatura
adecuada para funcionar correctamente
Con el disipador y el ventilador conseguimos mantener
una buena temperatura para el procesador
Ahora veremos el correcto montaje del procesador y el
conjunto del disipador con el ventilador
refrigeración
Co-procesadores Matemáticos
Un coprocesador es un microprocesador de un
ordenador utilizado como suplemento de las funciones
del procesador principal y su función es evitar que el
procesador principal tenga que realizar estas tareas de
cómputo intensivo, estos coprocesadores pueden
acelerar el rendimiento del sistema por el hecho de
esta descarga de trabajo en el procesador principal y
porque suelen ser procesadores especializados que
realizan las tareas para las que están diseñado más
eficientemente.
Co-procesadores Matemáticos
La mayoría de las aplicaciones que usan el punto
flotante ahora usan SSE, SSE2, SSE3, estas
instrucciones son más rápidas y más precisas que otro
X87 Coprocesador.
Bugs
El procesador es el cerebro de un sistema, la mayoría de
los sistemas no funcionan con un procesador
defectuoso.
Algunos problemas del sistema se construyen adentro en
la fábrica, aunque estos defectos del diseño son raros.
Muchos fallos en el diseño de un procesador pueden ser
fijados alterando el micro-código en el procesador.
Es importante instalar la BIOS más reciente de la placa
base siempre que se instale un procesador nuevo para
así tener los fallos corregidos .
Resolución de problemas
La mayoría de los problemas en el ordenador son
causados por otros dispositivos pero si sospecha del
procesador puede mirar la siguiente tabla para
identificar el problema
Resolución de problemas
Problemas
Posible causa
Solución
El sistema esta muerto
No hay nada
Cable de alimentación
Reemplazar
Fuente de alimentación
Reemplazar
La placa madre
Reemplazar
Memoria
Reemplazar
El sistema esta muerto
No hay pitidos, se
bloquea
Todos los componentes
están instalados
Revisar todos los
componentes y
resetearlos
Hay pitidos en el
arranque y no hay cursor
en la pantalla
Falla la tarjeta gráfica o
Resetear o reemplazar la
tarjeta grafica
El sistema arranca y el
ventilador funciona pero
no hay pitidos
El procesador no esta
apropiadamente
instalado
Resetear o reinstalar el
procesador
Problema
Posible Causa
Solución
Se bloquea o un poco
después POST?
Pobre disipación
Revisar la CPU/
Reemplazar si es
necesario
Voltaje inapropiado
Colocar el voltaje
apropiado
Velocidad del Front-side
bus equivocada
Colocar la velocidad
apropiada
BIOS vieja
Actualizarla
Placa no configurada
apropiadamente
Revisar el manual
La CPU no esta bien
instalada
La BIOS no soporta a la
CPU
Instalar de nuevo la CPU
Identificación incorrecta
durante el POST
El sistema no arranca
después de haber
instalado un procesador
nuevo
Actualizarla
La placa no puede usar la Verificar el soporte de la
CPU
placa
Problemas
Posible Causa
Solución
El S.O no se carga
disipación pobre
Revisar el ventilador de la
CPU
Voltajes inapropiados
Corregir los voltajes
Reloj de la CPU
incorrecto
Corregir el reloj
El sistema trabaja pero no El monitor esta apagado
se ve
O falla
Revisar el monitor y el
cable de alimentación /
Reemplazar
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Fabricación e instalación de procesadores