国内の28nm MIPSプロセッサ-Baikal-T1の内部を見る

2つのImagination Technologies P5600 MIPS 32 r5コアとオンボード10GbEを備えたモスクワバイカルエレクトロニクス開発者によって実装されたBaikal-T1プロセッサについては、多くの人がすでに聞いたことがあると思います。 バイカルは、このコアをシリコンで初めて実装しました。



私はこのプロセッサーを1年以上中断して苦しめましたが、最終的には結果を共有することができます。



注意してください、写真はクリック可能です-しかし、いくつかの場所では、それらは非常に重いです(最大100Mb)。



プロセッサ自体(合計で4つを開く必要がありました):





BGA基板と熱分散/保護カバー-他の最新のプロセッサー(Intelおよびco)と同様に、チップは上下逆さまになっています(フリップチップBGA):





水晶自体-領域全体に接点があり、そのほとんどはチップの領域全体に電力を供給するためのものです。 これは、エネルギー消費量が高いため(それほど低く、≤5W)、それほど必要ではありませんが、電源回路のインダクタンスを減らすために必要です。 繰り返しますが、最新のプロセッサのほとんどには、同様の電源システムがあります。





左側にはイーサネットコントローラー(おそらく10GbE KR / KX4)があり、フレームの半分が見えます:





メタライゼーションを削除すると、標準セルから自動合成されたロジック(たとえば、 Multicletは同じ「波」を使用して180nmで合成された)、生成されたメモリインスタンス/レジスタファイルの束(通常は工場から供給されます)、および同一の監視ユニット(おそらく小さな白)が表示されます青い縦の長方形)。 チップの顕著な部分(約25%)はトランジスタで占められておらず、空のセルで単純に満たされています。





よく見てみましょう:

おそらく、監視ユニット(温度/インバータチェーンの生成速度など)。 空のセルのフィールドが周りにあります:





最大光学解像度のスタンダードセルの行。 ここで、1ピクセル= 28.5nm、フレーム幅ごとに28マイクロメートル(0.03mm)ですが、光学解像度は約200nmのレベルでの回折によって制限されます(フレームがぼやけているように見えるため)。 最初の近似として、アプローチは180 nmのアプローチと同じです-バックツーバックトランジスタの同じ行は[PN] [NP] [PN] ...トランジスタです(つまり、標準セルの隣接する行がミラーリングされています) Pトランジスタのラインはわずかに広くなっています。





生成された小さなメモリブロックの1つ-SRAMセルの実際のアレイは、ブロックの小さな部分を占有します(残りは、ライン/カラムドライバと信号増幅器、外部インターフェイスロジックです)。 より詳細には、「空の」セルのフィールドが表示されます(絶対に何も描画できません-チップの高さが不均一になり、これは受け入れられません)。





最後に-最後のフレームの直後の、浸漬油中のバイカルの写真:





私の意見では、バイカルT1は国内の民生用マイクロエレクトロニクスにとって大きな前進です。 これは、標準的な手段でタスクを解決する現代の大規模な民生技術を使用して開発および製造された最新のコアです。世界の業界で一般的に受け入れられている開発ルート、誰もが理解できるオープンなコンパイラ、理解可能なオープンなOS。 自転車なしでできる自転車を発明することは、国内開発の真の惨劇であり、これは回避されました。



これですべてです-近い将来、より頻繁に公開したいと思っています。 この種の作業がお好きなら、今ではPatreonまたはその他の方法でサポートできます (そして、そこから電子顕微鏡/ FIBを見て取得します)。



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