20 Jahre Intel Pentium

Wie aus Sand Schaltkreise werden

Von Hitzestau - 12.12.2014

Teil einer Serie

Inhaltsverzeichnis

Autor: Archangel

Die Herstellung von modernen Prozessoren ist ein sehr delikater Prozess, der in hochtechnisierten Fabriken mit Reinräumen stattfindet. Dabei steht am Anfang nichts anderes als ein Haufen Sand – oder genauer gesagt – Quarzsand, der zu einem grossen Teil aus Silizium besteht. Silizium ist einer wichtigsten Rohstoffe bei der Halbleiterherstellung.

In diesem Artikel wollen wir Euch die Herstellung von Mikroprozessoren näher bringen. Dafür haben wir ein paar Videobeiträge zusammengestellt, welche den Vorgang sehr anschaulich erklären.

Bestandteile einer CPU

Aber zuerst wollen wir uns anschauen, welches die wichtigsten Bestandteile eines Prozessors sind. Wir tun das am Beispiel eines Intel-Prozessors, wie er in Desktop-Rechnern verwendet wird:

Quelle: Intel

Wirklich gerechnet wird nur im kleinsten, dem mittleren Teil. Der so genannte "Die" enthält Millionen von Transistoren. Hier sind unter anderem die Prozessor-Kerne, der Cache und die Speicher-Controller untergebracht. Der Die sitzt auf einem Sockel, der auch "Substrate" genannt wird. Er verbindet den Die mit dem Rest des Computers, das heisst er enthält die Kontakte, mit denen der CPU mit dem Mainboard verbunden ist. Um den Die zu schützen, wird oben der "Heatspreader" aufgesetzt. Er ist aber auch für die Abführung der Wärme verantwortlich. Auf dem Heatspreader werden Luft- oder Wasserkühler angebracht, um den Prozessor zu kühlen.

Herstellungsprozess

Dokumentation von Intel

In diesem PDF-Dokument erläutert Intel sehr anschaulich den gesamten Herstellungsprozess. Das Dokument ist nur auf Englisch verfügbar. Mit einem Klick aufs Bild könnt Ihr es herunterladen.

PDF herunterladen

Es ist also ein rechter Weg, bis aus einem Haufen Sand ein Prozessor wie dieser wird – und Vertrieb und Logistik sind hierbei noch gar nicht berücksichtigt:

Frisch ausgepackt: Intel Haswell i7-4771. Quelle: Wikipedia

Animation von Thomas Schwenke

Auf YouTube findet man viele Videos zum Thema Herstellung von Prozessoren. Diese Animation von Thomas Schwenke erklärt auf Deutsch sehr anschaulich den gesamten Ablauf .

Micronas

Das Unternehmen Micronas mit Niederlassungen in der Schweiz und Deutschland stellt ebenfalls Prozessoren her, die unter anderem in der Industrie und im Automobilbau eingesetzt werden. Für TV Südbaden hat Micronas die Tore seiner Fabrikhallen geöffnet und gewährt dem Reporter einen Einblick in die Produktion. Hier ist der Bericht:

Intel: The Making of a Chip

Ergänzend zum oben verlinkten PDF gibt es von Intel eine Animation, die aber leider nur mit Musik unterlegt ist.

Wenn man sich die Videos anschaut, ist es schon unglaublich, wieviel Technik und Rechenpower auf so kleiner Fläche untergebracht werden können.

Bildergalerie DIE und Wafer

Abrunden wollen wir diesen Beitrag mit einer kleinen Bildergalerie:

Wafer Intel Xeon E5v3
DIE Pentium. Quelle: Intel
DIE Pentium III. Quelle: Intel
DIE Pentium 4. Quelle: Intel

Ausblick

Im vierten und abschliessenden Teil unserer Serie zum runden Geburtstag des Pentium-Prozessors von Intel wollen wir natürlich dem Jubiläumsprozessor – dem Intel Pentium G3258 – etwas auf den Zahn fühlen.

Unser Dank geht von dieser Stelle an alle Autoren der Beiträge für das Bereitstellen ihrer Videos. Ohne Eure Arbeit hätten wir diesen Blogpost nicht so gestalten können.