Характеристики интегральных микросхем и микропроцессоров 3 Общие и технологические характеристики ис 3

Характеристики интегральных микросхем и микропроцессоров

• 
  стандартные (изготовляют без привязки к конкретной аппаратуре)
  
• 
  специальные (изготовляют в рамках проекта какого-либо изделия)
  

Специальные ИС дороже стандартных.

Самые распространенные стандартные ИС: микропроцессоры, БИС запоминающих устройств.

Общие и технологические характеристики ИС

• 
  степень интеграции ( показывает, сколько транзисторов или логически эквивалентных элементов размещается на кристалле или чипе. 1ЭЛЭ ~ 4транзистора)
  
• 
  быстродействие ( измеряется либо во временных единицах, либо в частотных характеристиках, или числом операций, выполненных в единицу времени)
  

MFLOPS - операции с плавающей запятой

• 
  стоимость
  

• 
  минимальный топологический размер (0,25; 0,22; 0,18 мкм)
  
• 
  быстродействие
  
• 
  выход годных кристаллов это групповой метод изготовления ИС, т.е. обработку проходит не один кристалл, а пластина, содержащая примерно 100 одинаковых кристаллов, каждый из которых потом превратится в микропроцессор. Кристаллы, имеющие топологический размер 0,18 мкм вошли в серийное производство, выход – примерно 10 годных кристаллов. Технологический цикл обработки одной пластины может длиться от нескольких дней до недели и стоит это 300-500$ при 10% выходе. При снижении топологических размеров кристалла становится больше мелких дефектов, которые становятся критическими. Считается, что в серийное производство могут идти кристаллы, выход которых с пластины составляет не менее 10%, иначе это экономически невыгодно.)
  
• 
  коэффициент дефектности проведения технологических процессов K [деф./мм²].
  

Память

1. 
   КЭШ (1-3 уровень)
   
2. 
   Основная ОП
   
3. 
   Буфер (не всегда)
   
4. 
   ВЗУ
   
5. 
   Архивная память (не всегда)
   

Ко всей иерархии в настоящий момент предъявляются требования:

• 
  объем 1Гб
  
• 
  быстродействие с частотой f=500МГц
  

КЭШ: полупроводниковая, статическая (SRAM), имеет стоимость 10-20$ / 1МБ, занимает много места на кристалле.

• 
  КЭШ. Полупроводниковая, статическая (SRAM) память, стоимость 10-20 $/МБ, занимает много места на кристалле. Подразделяется на три уровня:
  

• 
  1-й : на том же кристалле, что и процессор, f = 200-400 МГц, этот уровень имеет ограниченную емкость Q <= 16-32 кБ
  
• 
  2-й: на отдельном кристалле, Q <= 256 кБ – 2МБ, f <= 200 МГц, появляются связи между кристаллами.
  
• 
  3-й: используется крайне редко.
  

• 
  ОП. Емкость БИС ЗУ(Q БИС ЗУ) = 64-128-256 Мб; Q ОП= 32-64-128 Мб. Длительность обращения за одно машинное слово Т_вр= 50 нс, (f= 20 МГц). Стоимость составляет 1-2 $/Мб; f_{выборки} можно снизить до 100 МГц.
  
• 
  ВЗУ. Магнитная память, на пакете дисков, не теряет информацию при отключении питания. Время выборки ~ 10 мс, (при f ~ 100 Гц); стоимость С = 10 $/Гб ~ 0,01 $/Мб.