Введение

Центральный процессор - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами.

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами. С середины 1980-х последние практически вытеснили прочие виды ЦП, вследствие чего термин стал всё чаще и чаще восприниматься как обыкновенный синоним слова «микропроцессор». Тем не менее, это не так: центральные процессорные устройства некоторых суперкомпьютеров даже сегодня представляют собой сложные комплексы, построенные на основе микросхем большой (БИС) и сверхбольшой (СБИС) степени интеграции.

Предметом работы является анализ рынка процессоров для современных персональных компьютеров и ноутбуков. Целью работы является рассмотрение производителей микропроцессоров, спектра их продукции, рассмотрение технических особенностей наиболее популярных моделей, их цен; анализ распределения и динамики рынка между производителями.

В конце работы делаются выводы относительно целесообразности выбора той или иной модели процессора для ПК среди представленных моделей Intel и AMD в соответствии с потребностями и финансовыми возможностями покупателя.

1. Классификация процессоров и их виды

Прежде чем рассматривать ситуацию на рынке микропроцессоров, определим диапазон устройств, попадающих под эту категорию и их виды. Классифицировать микропроцессоры можно по разным признакам. По целевому предназначению можно выделить такие виды:
-процессоры для серверов и суперкомпьютеров;
-процессоры для персональных компьютеров;
-процессоры для ноутбуков;
-процессоры для мобильных систем;
-процессоры для встраиваемых систем.

По виду архитектуры можно выделить процессоры с полным (CISC) и сокращенным (RISC) набором команд; по числу ядер: одноядерные и многоядерные.

Различными производителями микропроцессоров были разработаны свои архитектуры под процессоры для конкретного предназначения, например архитектура x86 была разработана Intel, сейчас повсеместно используется в настольных компьютерах, позже было разработано расширение для 64-разрядных компьютеров - архитектура х64, сохраняющая обратную совместимость с х86; сейчас процессоры для ПК на базе этих архитектур разрабатывают Intel и AMD. Другими примерами архитектур могут служить PowerPC (от IBM) и SPARC (от Sun), ориентированные на процессоры для высокопроизводительных серверов, рабочих станций и суперкомпьютеров.

2. Производители микропроцессоров

Весь рынок микропроцессоров для ПК изначально принадлежал двум компаниям Intel (в большей мере) и AMD. В последнее время как вариант дешевых и маломощных процессоров можно встретить процессоры фирмы VIA, но их доля на рынке не превышает 1% и они не могут составить сколь либо серьезной конкуренции процессорам Intel и AMD.

Intel Corporation (Санта-Клара, Калифорния, США) - крупнейший производитель процессоров для PC, также производит флэш-память, чипсеты, сетевое оборудование и др. электронику. Насчитывает около 80000 сотрудников, прибыль за 2009 год - $4.369 млрд., оборот за 2009 год - около $35 млрд.

Advanced Micro Devices (Саннивейл, Калифорния, США) - второй по объемам выпуска производитель процессоров, также производит флэш-память, чипсеты и видеокарты. Насчитывает около 10000 сотрудников, прибыль за 2009 год - $293 млн., оборот - около $5 млрд.

VIA Technologies (Тайбэй, Тайвань) - тайваньская компания, производитель чипсетов, процессоров и микросхем памяти. Не конкурент первым двум, но процессоры VIA уже можно найти и в Украине. На рынке микропроцессоров появилась в 1999г.

Стоит отметить, что первые две компании также производят в широком ассортименте микропроцессоры для серверов, высокопроизводительных рабочих станций, суперкомпьютеров, а также для нетбуков и мобильных устройств. Компания Intel, кроме того, ведет разработку микропроцессоров и микроконтроллеров для встраиваемых систем на базе родоначальника этого класса устройств - микросхемы 8051.

3. Обзор рынка микропроцессоров для персональных компьютеров

3.1 Процессоры Intel

Компания Intel выпускает большой ассортимент микропроцессоров самого различного назначения, производительности и цены:
-процессоры для настольных PC (процессоры семейств Intel Core, Intel Pentium и Intel Celeron);
-процессоры для ноутбуков (процессоры семейств Intel Core и Intel Celeron);
-процессоры для Internet-устройств (процессоры Intel Atom для нетбуков и неттопов и для мобильных устройств);
-процессоры Intel для серверов и рабочих станций.

Процессоры на основе технологии IntelCore i7/i5/i3 - это самое новое и высокопроизводительное семейство процессоров х86-64 для PC, включает в себя 3 линейки: Intel Core i7, i5 и i3.

Intel Core i7 - считается лучшим процессором Intel для настольных ПК. Использует быстрые интеллектуальные многоядерные технологии, которые обеспечивают прорыв в производительности игр и приложений, требующих больших объемов вычислений и активной работы с памятью.

Intel Core i5 - отлично подходит для работы с мультимедийными приложениями. Дешевле предыдущей модели из-за упрощения подсистемы памяти. Intel Core i3 - позиционируются как процессоры нижнего и среднего уровня по цене и производительности. Уступают в производительности i7 и i5, но дешевле.

Также популярны процессоры на основе технологии Core 2. Это семейство 64-разрядных микропроцессоров, предназначенных для клиентских систем. Включает в себя двухъядерные IntelCore 2 Duo и четырехъядерные Intel Core 2 Quard, а также 2-4 –ядерные Intel Core 2 Extreme. Выпуск начат в 2006 году. Это самые популярные из процессоров Intel в Украине. Используются в ПК и ноутбуках. Обеспечивают достаточно высокую производительность при сравнительно невысокой цене.

Другие процессоры Intel менее популярны, они представляют собой развитие старых моделей для бюджетных систем и ноутбуков средней и низкой производительности. Intel Pentium Dual-Core - семейство бюджетных двухъядерных процессоров Intel, предназначенных для недорогих домашних систем, основанных на микроархитектуре Intel Core и P6. Intel Celeron - упрощенная версия Pentium или Core 2. Более низкая цена и производительность ввиду снижения частоты системной шины и объема кэша второго уровня по сравнению с базовым вариантом. Intel Atom - одно- и двухъядерные процессоры для нетбуков архитектуры х86. Выпуск начат в 2008 году. Достоинство – низкое энергопотребление. Показатели производительности сопоставимы с Celeron.

Цены, установленные Intel, на свои процессоры на начало 2010 г. показаны на рис. 1.

Рисунок 1 - Цены на процессоры Intel

Среди причин успеха фирмы Intel на рынке микропроцессоров можно отметить следующие: производство наиболее производительных процессоров за счет внедрения наиболее передовых технологий; выпуск широкого диапазона процессоров по цене и мощности за счет поддержания моделей разных поколений от Core i7 до Celeron; удачная находка Intel Atom, позволившая наладить массовое производство бюджетных нетбуков; историческая причина - более ранний выход на рынок; технологическая причина - многие процессоры Intel имеют возможность «разгона», не используя фиксированную частоту системной шины и коэффициент умножения.

3.2 Процессоры AMD

Микропроцессоры AMD немного отстают в производительности от Intel Core i7, но составляют достойную конкуренцию менее мощным процессорам Intel. AMD выпускает широкий ассортимент процессоров:
-для настольных ПК: Phenom II, Phenom X3 и X4, Athlon II и X2, Sempron;
-для мобильного применения: Turion X2 и Sempron;
-для серверов - Opteron (в том числе шестиядерные).

Наиболее высокопроизводительными являются процессоры Phenom, они появились в 2007 году. В 2009 году появилось их второе поколение Phenom II. Выпускаются 2, 3, 4, и 6 ядерные процессоры (3-х ядерные - часть брака, 4-х ядерные с одним отключенным ядром). Конкурируют с Intel Core i7/i5/i9, показывают хорошие результаты в работе с мультимедийными приложениями за счет внедрения расширения 3DNow, разработанного AMD, и др. собственных высокопроизводительных технологий.

Процессоры Athlon представляют собой менее производительный и более дешевый вариант предыдущей серии без кэша 3-го уровня. Также производятся 2, 3, и 4-х ядерные модели.

Процессоры Sempron относятся к низкому классу процессоров по цене и производительности, предназначены для бюджетных компьютеров и ноутбуков. По методам разработки и способам продвижения на рынок аналогичны процессорам Celeron от Intel. Цены производителя на некоторые процессоры AMD, установленные в начале 2010 года показаны на рис. 2.

Рисунок 2 - Цены на процессоры AMD

К удачным технологическим и рыночным ходам компании AMD можно отнести: разработку и внедрение собственных технологий и наборов команд в противовес Intel; установку более низких цен на процессоры нижнего и среднего класса по сравнению с аналогичными моделями Intel; снижение объема брака при производстве 4-х ядерных процессоров за счет продажи части его как 2-х и 3-х ядерных.

3.3 Распределение и динамика мирового рынка

В 2010 году отмечен рост рынка микропроцессоров. Согласно данным исследования компанией IDC мирового рынка микропроцессоров для ПК, продажи во 2-м квартале 2010 г. относительно 1-го квартала (2010 г.) в штучном и денежном выражении выросли соответственно на 3.6% и 6.2%. По итогам второй четверти 2010 года доходы от реализации процессоров в мире увеличились по сравнению с аналогичным периодом годом ранее на 34 %.

Во втором квартале 2010 г. на долю Intel приходился 81% продаж, у AMD - 18,8%, VIA - 0,2 % (см. рис. 3).

Рисунок 3 - Распределение рынка микропроцессоров

Следует также отметить, что процессоры AMD все чаще применяются в ноутбуках и здесь доля AMD уже около 20%.

3.4 Ситуация на рынке в Украине

За прошедшую часть 2010 года объемы продаж процессоров в Украине также выросли. Здесь также наибольший спрос наблюдается на микропроцессоры Intel, на втором месте микропроцессоры от AMD. По результатам анализа интернет-магазинов выделены 10 наиболее популярных в Украине микропроцессоров. Цены (нижний и верхний пределы в грн.) на эти модели показаны на рис. 4 (объемы продаж падают слева направо).

Рисунок 4 - Цены на популярные процессоры в Украине (грн.)

Первое место заслуженно занял AMD Athlon II X2, обеспечивающий довольно высокую производительность при сравнительно небольшой цене; наиболее мощный из списка (и дорогой) Intel Core i5 расположился на 4-м месте, а самый мощный процессор Intel Core i7 даже не попал в список (11-е место) из-за слишком большой стоимости (больше 2500 грн.).

То, что в списке находится 5 моделей от AMD говорит о том, что для украинского покупателя довольно большое значение имеет цена (в среднем процессоры AMD немного дешевле их аналогов от Intel). В то же время большую популярность имеют и процессоры среднего и высокого класса, в список попали только две бюджетных модели – AMD Athlon II X2 и Intel Pentium Dual Core.

Выводы

По результатам работы можно сказать, что наибольшей мощностью обладают процессоры линейки Intel Core i7, именно его следует выбирать покупателю с наибольшими требованиями, ни один процессор от AMD пока что не может сравниться с ним в производительности (для большинства украинских покупателей этот процессор все еще слишком дорог). Ближайшим аналогом от AMD является четырехъядерный Phenom II X4, который можно приобрести в 1,5-2 раза дешевле. Это же процессор в среднем на 400 грн. дешевле чем четырехъядерный Intel Core 2 Quard, который при этом еще и уступает ему в производительности.

Для моделей среднего класса более выгодной будет уже покупка процессора от AMD. Сравнивая аналогичные по техническим характеристикам модели, например AMD Athlon II X2 и Intel Core 2 Duo видим, что первый вариант дешевле в 2 раза, AMD Phenom II X2 также дешевле своего аналога Intel Core i3 примерно на 200 грн.

Среди моделей низкобюджетного класса можно выделить Celeron для ПК и Atom для ноутбуков от Intel, и их соответствующие аналоги Sempron и Turion от AMD. Их ценовые и техничесие характеристики примерно равны.

В целом для пользователя доступен широкий диапазон моделей микропроцессоров любого уровня (при соответствующей покупательной способности) с немного большим предложением со стороны Intel.

Список источников

1. Соломенчук В. Г. Железо ПК-2010. - Спб.: БХВ-Петербург - 2010.
2. Описание продукции Intel. [Электронный ресурс]: http://www.intel.com/ru_ru/consumer/products
3. Описание процессоров AMD. [Электронный ресурс]: http://www.amd.com/us/aboutamd/Pages/AboutAMD.aspx
4. Новости IT: http://www.hardnsoft.ru
5. Исследования фирмы IDC на рынке аппаратного обеспечения. [Электронный ресурс]:http://www.idc.com/research
6. Электронная система поиска товаров от Yandex, каталог процессоров. [Электронный ресурс]:

Корни нашего цифрового образа жизни определённо растут из полупроводников, которые позволили создавать сложные вычислительные чипы на основе транзисторов. Они хранят и обрабатывают данные, что и является основой современных микропроцессоров. Полупроводники, которые сегодня изготавливаются из песка, являются ключевым компонентом практически любого электронного устройства, от компьютеров до ноутбуков и сотовых телефонов. Даже машины теперь не обходятся без полупроводников и электроники, поскольку полупроводники управляют системой кондиционирования воздуха, процессом впрыска топлива, зажиганием, люком, зеркалами и даже рулевым управлением (BMW Active Steering). Сегодня почти любое устройство, которое потребляет энергию, построено на полупроводниках.

Микропроцессоры, без сомнения, находятся среди самых сложных полупроводниковых продуктов, поскольку в скором времени число транзисторов достигнет миллиарда, а спектр функциональности поражает уже сегодня. Скоро выйдут двуядерные процессоры Core 2 на почти готовом 45-нм техпроцессе Intel, причём содержать они будут уже 410 миллионов транзисторов (хотя их большая часть будет использоваться для 6-Мбайт кэша L2). 45-нм процесс назван так по размеру одного транзистора, который теперь примерно в 1 000 раз меньше диаметра человеческого волоса. В определённой степени именно поэтому электроника начинает управлять всем в нашей жизни: даже когда размеры транзистора были больше, производить не очень сложные микросхемы было очень дёшево, бюджет транзисторов был весьма большим.

В нашей статье мы рассмотрим основы производства микропроцессоров, но также коснёмся и истории процессоров, архитектуры и рассмотрим разные продукты на рынке. В Интернете можно найти немало интересной информации, кое-что перечислено ниже.

• Wikipedia: Microprocessor . В этой статье рассмотрены разные типы процессоров и приведены ссылки на производителей и дополнительные страницы Wiki, посвящённые процессорам.
• Wikipedia: Microprocessors (Category) . В разделе, посвящённом микропроцессорам, приведено ещё больше ссылок и информации.

Конкуренты в сфере ПК: AMD и Intel

Штаб-квартира компании Advanced Micro Devices Inc., основанной в 1969, располагается в калифорнийском Саннивейле, а "сердце" компании Intel, которая была образована всего на год раньше, располагается в нескольких километрах, в городе Санта-Клара. У AMD сегодня есть два завода: в Остине (Техас, США) и в Дрездене (Германия). Скоро в действие вступит новый завод. Кроме того, AMD объединила усилия с IBM по разработке процессорных технологий и по производству. Конечно, всё это - лишь доля от размера Intel, поскольку у этого лидера рынка сегодня работают почти 20 заводов в девяти местах. Примерно половина из них используется для производства микропроцессоров. Поэтому, когда вы сравниваете AMD и Intel, помните, что вы сравниваете Давида и Голиафа.

У Intel есть бесспорное преимущество в виде огромных производственных мощностей. Да, компания сегодня лидирует по внедрению передовых технологических процессов. Intel примерно на год опережает AMD в этом отношении. В результате Intel может использовать в своих процессорах большее число транзисторов и больший объём кэша. AMD, в отличие от Intel, приходится максимально эффективно оптимизировать техпроцесс, чтобы не отстать от конкурента и выпускать достойные процессоры. Конечно, дизайн процессоров и их архитектура сильно различаются, но технический процесс производства построен на тех же базовых принципах. Хотя, конечно, и в нём отличий много.

Производство микропроцессоров

Производство микропроцессоров состоит из двух важных этапов. Первый заключается в производстве подложки, что AMD и Intel осуществляют на своих заводах. Сюда входит и придание подложке проводящих свойств. Второй этап - тест подложек, сборка и упаковка процессора. Последнюю операцию обычно производят в менее дорогих странах. Если вы посмотрите на процессоры Intel, то найдёте надпись, что упаковка была осуществлена в Коста-Рике, Малайзии, на Филиппинах и т.д.

AMD и Intel сегодня пытаются выпускать продукты для максимального числа сегментов рынка, причём, на основе минимально возможного ассортимента кристаллов. Прекрасный пример - линейка процессоров Intel Core 2 Duo. Здесь есть три процессора с кодовыми названиями для разных рынков: Merom для мобильных приложений, Conroe - настольная версия, Woodcrest - серверная версия. Все три процессора построены на одной технологической основе, что позволяет производителю принимать решения на последних этапах производства. Можно включать или отключать функции, а текущий уровень тактовых частот даёт Intel прекрасный процент выхода годных кристаллов. Если на рынке повысился спрос на мобильные процессоры, Intel может сфокусироваться на выпуске моделей Socket 479. Если возрос спрос на настольные модели, то компания будет тестировать, валидировать и упаковывать кристаллы для Socket 775, в то время как серверные процессоры упаковываются под Socket 771. Так создаются даже четырёхядерные процессоры: два двуядерных кристалла устанавливаются в одну упаковку, вот мы и получаем четыре ядра.

Как создаются чипы

Производство чипов заключается в наложении тонких слоёв со сложным "узором" на кремниевые подложки. Сначала создаётся изолирующий слой, который работает как электрический затвор. Сверху затем накладывается фоторезистивный материал, а нежелательные участки удаляются с помощью масок и высокоинтенсивного облучения. Когда облучённые участки будут удалены, под ними откроются участки диоксида кремния, который удаляется с помощью травления. После этого удаляется и фоторезистивный материал, и мы получаем определённую структуру на поверхности кремния. Затем проводятся дополнительные процессы фотолитографии, с разными материалами, пока не будет получена желаемая трёхмерная структура. Каждый слой можно легировать определённым веществом или ионами, меняя электрические свойства. В каждом слое создаются окна, чтобы затем подводить металлические соединения.

Что касается производства подложек, то из цельного монокристалла-цилиндра их необходимо нарезать тонкими "блинами", чтобы потом легко разрезать на отдельные кристаллы процессоров. На каждом шаге производства выполняется сложное тестирование, позволяющее оценить качество. Для тестов каждого кристалла на подложке используются электрические зонды. Наконец, подложка разрезается на отдельные ядра, нерабочие ядра сразу же отсеиваются. В зависимости от характеристик, ядро становится тем или иным процессором и заключается в упаковку, которая облегчает установку процессора на материнскую плату. Все функциональные блоки проходят через интенсивные стресс-тесты.

Всё начинается с подложек

Первый шаг в производстве процессоров выполняется в чистой комнате. Кстати, важно отметить, что подобное технологичное производство представляет собой скопление огромного капитала на квадратный метр. На постройку современного завода со всем оборудованием легко "улетают" 2-3 млрд. долларов, да и на тестовые прогоны новых технологий требуется несколько месяцев. Только затем завод может серийно выпускать процессоры.

В общем, процесс производства чипов состоит из нескольких шагов обработки подложек. Сюда входит и создание самих подложек, которые в итоге будут разрезаны на отдельные кристаллы.

Всё начинается с выращивания монокристалла, для чего затравочный кристалл внедряется в ванну с расплавленным кремнием, который находится чуть выше точки плавления поликристаллического кремния. Важно, чтобы кристаллы росли медленно (примерно день), чтобы гарантировать правильное расположение атомов. Поликристаллический или аморфный кремний состоит из множества разномастных кристаллов, которые приведут к появлению нежелательных поверхностных структур с плохими электрическими свойствами. Когда кремний будет расплавлен, его можно легировать с помощью других веществ, меняющих его электрические свойства. Весь процесс происходит в герметичном помещении со специальным воздушным составом, чтобы кремний не окислялся.

Монокристалл разрезается на "блины" с помощью кольцевой алмазной пилы, которая очень точная и не создаёт крупных неровностей на поверхности подложек. Конечно, при этом поверхность подложек всё равно не идеально плоская, поэтому нужны дополнительные операции.

Сначала с помощью вращающихся стальных пластин и абразивного материала (такого, как оксид алюминия), снимается толстый слой с подложек (процесс называется притиркой). В результате устраняются неровности размером от 0,05 мм до, примерно, 0,002 мм (2 000 нм). Затем следует закруглить края каждой подложки, поскольку при острых кромках могут отслаиваться слои. Далее используется процесс травления, когда с помощью разных химикатов (плавиковая кислота, уксусная кислота, азотная кислота) поверхность сглаживается ещё примерно на 50 мкм. Физически поверхность не ухудшается, поскольку весь процесс полностью химический. Он позволяет удалить оставшиеся погрешности в структуре кристалла, в результате чего поверхность будет близка к идеалу.

Последний шаг - полировка, которая сглаживает поверхность до неровностей, максимум, 3 нм. Полировка осуществляется с помощью смеси гидроксида натрия и гранулированного диоксида кремния.

Сегодня подложки для микропроцессоров имеют диаметр 200 или 300 мм, что позволяет производителям чипов получать с каждой из них множество процессоров. Следующим шагом будут 450-мм подложки, но раньше 2013 года ожидать их не следует. В целом, чем больше диаметр подложки, тем больше можно произвести чипов одинакового размера. 300-мм подложка, например, даёт более чем в два раза больше процессоров, чем 200-мм.

Мы уже упоминали легирование, которое выполняется во время роста монокристалла. Но легирование производится и с готовой подложкой, и во время процессов фотолитографии позднее. Это позволяет менять электрические свойства определённых областей и слоёв, а не всей структуры кристалла

Добавление легирующего вещества может происходить через диффузию. Атомы легирующего вещества заполняют свободное пространство внутри кристаллической решётки, между структурами кремния. В некоторых случаях можно легировать и существующую структуру. Диффузия осуществляется с помощью газов (азот и аргон) или с помощью твёрдых веществ или других источников легирующего вещества.

Ещё один подход к легированию заключается в ионной имплантации, которая очень полезна в деле изменения свойств подложки, которая была легирована, поскольку ионная имплантация осуществляется при обычной температуре. Поэтому существующие примеси не диффундируют. На подложку можно наложить маску, которая позволяет обрабатывать только определённые области. Конечно, об ионной имплантации можно говорить долго и обсуждать глубину проникновения, активацию добавки при высокой температуре, канальные эффекты, проникновение в оксидные уровни и т.д., но это выходит за рамки нашей статьи. Процедуру можно повторять несколько раз во время производства.

Чтобы создать участки интегральной схемы, используется процесс фотолитографии. Поскольку при этом нужно облучать не всю поверхность подложки, то важно использовать так называемые маски, которые пропускают излучение высокой интенсивности только на определённые участки. Маски можно сравнить с чёрно-белым негативом. Интегральные схемы имеют множество слоёв (20 и больше), и для каждого из них требуется своя маска.

Структура из тонкой хромовой плёнки наносится на поверхность пластины из кварцевого стекла, чтобы создать шаблон. При этом дорогие инструменты, использующие поток электронов или лазер, прописывают необходимые данные интегральной схемы, в результате чего мы получаем шаблон из хрома на поверхности кварцевой подложки. Важно понимать, что каждая модификация интегральной схемы приводит к необходимости производства новых масок, поэтому весь процесс внесения правок очень затратный. Для очень сложных схем маски создаются весьма долго.

С помощью фотолитографии на кремниевой подложке формируется структура. Процесс повторяется несколько раз, пока не будет создано множество слоёв (более 20). Слои могут состоять из разных материалов, причём, нужно ещё и продумывать соединения микроскопическими проволочками. Все слои можно легировать.

Перед тем, как начнётся процесс фотолитографии, подложка очищается и нагревается, чтобы удалить липкие частицы и воду. Затем подложка с помощью специального устройства покрывается диоксидом кремния. Далее на подложку наносится связывающий агент, который гарантирует, что фоторезистивный материал, который будет нанесён на следующем шаге, останется на подложке. Фоторезистивный материал наносится на середину подложки, которая потом начинает вращаться с большой скоростью, чтобы слой равномерно распределился по всей поверхности подложки. Подложка вновь затем нагревается.

Затем через маску обложка облучается квантовым лазером, жёстким ультрафиолетовым излучением, рентгеновским излучением, пучками электронов или ионов - могут использоваться все эти источники света или энергии. Пучки электронов применяются, главным образом, для создания масок, рентгеновские лучи и пучки ионов - для исследовательских целей, а в промышленном производстве сегодня доминируют жёсткое УФ-излучение и газовые лазеры.

Жёсткое УФ-излучение с длиной волны 13,5 нм облучает фоторезистивный материал, проходя через маску.

Для получения требуемого результата очень важны время проецирования и фокусировка. Плохая фокусировка приведёт к тому, что останутся лишние частицы фоторезистивного материала, поскольку некоторые отверстия в маске не будут облучены должным образом. То же самое получится, если время проецирования будет слишком маленьким. Тогда структура из фоторезистивного материала будет слишком широкой, участки под отверстиями будут недодержанными. С другой стороны, чрезмерное время проецирования создаёт слишком большие участки под отверстиями и слишком узкую структуру из фоторезистивного материала. Как правило, очень трудоёмко и сложно отрегулировать и оптимизировать процесс. Неудачная регулировка приведёт к серьёзным отклонениям и в соединительных проводниках.

Специальная шаговая проекционная установка перемещает подложку в нужное положение. Затем может проецироваться строчка или один участок, чаще всего соответствующий одному кристаллу процессора. Дополнительные микроустановки могут вносить дополнительные изменения. Они могут отлаживать существующую технологию и оптимизировать техпроцесс. Микроустановки обычно работают над площадями меньше 1 кв. мм, в то время как обычные установки покрывают площади большего размера.

Затем подложка переходит на новый этап, где удаляется ослабленный фоторезистивный материал, что позволяет получить доступ к диоксиду кремния. Существуют мокрый и сухой процессы травления, которыми обрабатываются участки диоксида кремния. Мокрые процессы используют химические соединения, а сухие процессы - газ. Отдельный процесс заключается и в удалении остатков фоторезистивного материала. Производители часто сочетают мокрое и сухое удаление, чтобы фоторезистивный материал был полностью удалён. Это важно, поскольку фоторезистивный материал органический, и если его не удалить, он может привести к появлению дефектов на подложке. После травления и очистки можно приступать к осмотру подложки, что обычно и происходит на каждом важном этапе, или переводить подложку на новый цикл фотолитографии.

Тест подложек, сборка, упаковка

Готовые подложки тестируются на так называемых установках зондового контроля. Они работают со всей подложкой. На контакты каждого кристалла накладываются контакты зонда, что позволяет проводить электрические тесты. С помощью программного обеспечения тестируются все функции каждого ядра.

С помощью разрезания из подложки можно получить отдельные ядра. На данный момент установки зондового контроля уже выявили, какие кристаллы содержат ошибки, поэтому после разрезания их можно отделить от годных. Раньше повреждённые кристаллы физически маркировались, теперь в этом нет необходимости, вся информация хранится в единой базе данных.

Крепление кристалла

Затем функциональное ядро нужно связать с процессорной упаковкой, используя клейкий материал.

Затем нужно провести проводные соединения, связывающие контакты или ножки упаковки и сам кристалл. Могут использоваться золотые, алюминиевые или медные соединения.

Большинство современных процессоров используют пластиковую упаковку с распределителем тепла.

Обычно ядро заключается в керамическую или пластиковую упаковку, что позволяет предотвратить повреждение. Современные процессоры оснащаются так называемым распределителем тепла, который обеспечивает дополнительную защиту кристалла, а также большую контактную поверхность с кулером.

Тестирование процессора

Последний этап подразумевает тестирование процессора, что происходит при повышенных температурах, в соответствии со спецификациями процессора. Процессор автоматически устанавливается в тестовый сокет, после чего происходит анализ всех необходимых функций.

– это основной вычислительный компонент, от которого сильно зависит скорость работы всего компьютера. Поэтому, обычно, при подборе конфигурации компьютера, сначала выбирают процессор, а затем уже все остальное.

Для простых задач

Если компьютер будет использоваться для работы с документами и интернета, то вам подойдет недорогой процессор со встроенным видеоядром Pentium G5400/5500/5600 (2 ядра / 4 потока), которые лишь немного отличаются частотой.

Для монтажа видео

Для монтажа видео лучше брать современный многопоточный процессор AMD Ryzen 5/7 (6-8 ядер / 12-16 потоков), который в тандеме с хорошей видеокартой также неплохо справится с играми.
Процессор AMD Ryzen 5 2600

Для среднего игрового компьютера

Для чисто игрового компьютера среднего класса лучше взять Core i3-8100/8300, они имеют честные 4 ядра и хорошо показывают себя в играх с видеокартами среднего класса (GTX 1050/1060/1070).
Процессор Intel Core i3 8100

Для мощного игрового компьютера

Для мощного игрового компьютера лучше взять 6-ядерник Core i5-8400/8500/8600, а для ПК с топовой видеокартой i7-8700 (6 ядер / 12 потоков). Эти процессоры показывает лучшие результаты в играх и способны полностью раскрыть мощные видеокарты (GTX 1080/2080).
Процессор Intel Core i5 8400

В любом случае, чем больше ядер и выше частота процессора, тем лучше. Ориентируйтесь на ваши финансовые возможности.

2. Как устроен процессор

Центральный процессор состоит из печатной платы с кристаллом кремния и различными электронными элементами. Кристалл накрыт специальной металлической крышкой, предотвращающей его повреждение и являющейся теплораспределителем.

С другой стороны платы находятся ножки (или контактные площадки), с помощью которых процессор соединяется с материнской платой.

3. Производители процессоров

Процессоры для компьютеров производят две крупных компании — Intel и AMD на нескольких в мире высокотехнологичных фабриках. Поэтому процессор, независимо от производителя, является самым надежным компонентом компьютера.

Intel является лидером в разработке технологий, использующихся в современных процессорах. AMD частично перенимает их опыт, добавляя что-то свое и проводит более демократичную ценовую политику.

4. Чем отличаются процессоры Intel и AMD

Процессоры Intel и AMD отличаются преимущественно архитектурой (электронной схемотехникой). Некоторые лучше справляются с одними задачами, некоторые с другими.

Процессоры Intel Core в целом имеют более высокую производительность на ядро, благодаря чему опережают процессоры AMD Ryzen в большинстве современных игр и больше подходят для сборки мощных игровых компьютеров.

Процессоры AMD Ryzen в свою очередь выигрывают в многопоточных задачах, таких как монтаж видео, в принципе не сильно уступают Intel Core в играх и прекрасно подойдут для универсального компьютера, используемого как для профессиональных задач, так и для игр.

Справедливости ради стоит заметить, что старые недорогие процессоры AMD серии FX-8xxx, имеющие 8 физических ядер, неплохо справляются с монтажом видео и их можно использовать в качестве бюджетного варианта для этих целей. Но они хуже подходят для игр и устанавливаются на материнские платы с устаревшим сокетом AM3+, что сделает проблематичной замену комплектующих в будущем с целью улучшения или ремонта компьютера. Так что лучше приобрести более современный процессор AMD Ryzen и соответствующую материнскую плату на сокете AM4.

Если ваш бюджет ограничен, но в будущем вы хотите иметь мощный ПК, то можно для начала приобрести недорогую модель, а через 2-3 года поменять процессор на более мощный.

5. Сокет процессора

Socket – это разъем для соединения процессора с материнской платой. Процессорные сокеты маркируются либо по количеству ножек процессора, либо цифро-буквенным обозначением по усмотрению производителя.

Процессорные сокеты постоянно претерпевают изменения и из года в год появляются все новые модификации. Общая рекомендация приобретать процессор с наиболее современным сокетом. Это обеспечит возможность замены как процессора, так и материнской платы в ближайшие несколько лет.

Сокеты процессоров Intel

• Окончательно устаревшие: 478, 775, 1155, 1156, 1150, 2011
• Устаревающие: 1151, 2011-3
• Современные: 1151-v2, 2066

Сокеты процессоров AMD

• Устаревшие: AM1, АМ2, AM3, FM1, FM2
• Устаревающие: AM3+, FM2+
• Современные: AM4, TR4

У процессора и материнской платы сокеты должны быть одинаковыми, иначе процессор просто не установится. На сегодня наиболее актуальными являются процессоры со следующими сокетами.

Intel 1150 — они еще есть в продаже, но в ближайшие несколько лет выйдут из обихода и замена процессора или материнской платы станет проблематичнее. Имеют широкий модельный ряд — от самых недорогих, до довольно мощных.

Intel 1151 — современные процессоры, которые уже не на много дороже, но значительно перспективнее. Имеют широкий модельный ряд — от самых недорогих, до довольно мощных.

Intel 1151-v2 — вторая версия сокета 1151, отличается от предыдущего поддержкой самых современных процессоров 8 и 9 поколения.

Intel 2011-3 — мощные 6/8/10-ядерные процессоры для профессиональных ПК.

Intel 2066 — топовые самые мощные и дорогие 12/16/18-ядерные процессоры для профессиональных ПК.

AMD FM2+ — процессоры с интегрированной графикой для офисных задач и самых простеньких игр. В модельном ряду есть как совсем бюджетные, так и процессоры среднего класса.

AMD AM3+ — устаревающие 4/6/8-ядерные процессоры (FX), старшие версии из которых можно использовать для монтажа видео.

AMD AM4 — современные многопоточные процессоры для профессиональных задач и игр.

AMD TR4 — топовые самые мощные и дорогие 8/12/16-ядерные процессоры для профессиональных ПК.

Рассматривать приобретение компьютера на более старых сокетах нецелесообразно. А вообще я бы рекомендовал ограничить выбор процессорами на сокетах 1151 и AM4, так как они наиболее современные и позволяют собрать достаточно мощный компьютер на любой бюджет.

6. Основные характеристики процессоров

Все процессоры, независимо от производителя, отличаются количеством ядер, потоков, частотой, объемом кэш-памяти, частотой поддерживаемой оперативной памяти, наличием встроенного видеоядра и некоторыми другими параметрами.

6.1. Количество ядер

Количество ядер оказывает наибольшее влияние на производительность процессора. Офисному или мультимедийному компьютеру необходим как минимум 2-ядерный процессор. Если компьютер предполагается использовать для современных игр, то ему нужен процессор минимум с 4 ядрами. Процессор с 6-8 ядрами подойдет для монтажа видео и тяжелых профессиональных приложений. Наиболее мощные процессоры могут иметь 10-18 ядер, но стоят они очень дорого и предназначены для сложных профессиональных задач.

6.2. Количество потоков

Технология гиперпоточности (Hyper-treading) позволяет каждому ядру процессора обрабатывать 2 потока данных, что значительно увеличивает производительность. Многопоточными процессорами являются Intel Core i7,i9, некоторые Core i3 и Pentium (G4560, G46xx), а также большинство AMD Ryzen.

Процессор с 2 ядрами и поддержкой Hyper-treading по производительности близок к 4-ядерному, а с 4 ядрами и Hyper-treading — к 8-ядерному. Например, Core i3-6100 (2 ядра / 4 потока) в два раза мощнее 2-ядерного Pentium без Hyper-treading, но все же несколько слабее честного 4-ядерника Core i5. Но процессоры Core i5 не поддерживают Hyper-treading, поэтому значительно уступают процессорам Core i7 (4 ядра / 8 потоков).

Процессоры Ryzen 5 и 7 имеют 4/6/8 ядер и соответственно 8/12/16 потоков, что делает их королями в таких задачах как монтаж видео. В новом семействе процессоров Ryzen Threadripper есть процессоры до 16 ядер и 32 потоков. Но есть младшие процессоры из серии Ryzen 3, которые не являются многопоточными.

Современные игры также научились использовать многопоточность, так что для мощного игрового ПК желательно брать Core i7 (на 8-12 потоков) или Ryzen (на 8-12 потоков). Также неплохим выбором по соотношению цена/производительность будут новые 6-ядерные процессоры Core-i5.

6.3. Частота процессора

Производительность процессора также сильно зависит от его частоты, на которой работают все ядра процессора.

Простому компьютеру для набора текста и доступа в интернет в принципе хватит процессора с частотой около 2 ГГц. Но есть много процессоров с частотой около 3 ГГц, которые стоят примерно столько же, поэтому экономить здесь нецелесообразно.

Мультимедийному или игровому компьютеру среднего класса подойдет процессор с частотой около 3.5 ГГц.

Для мощного игрового или профессионального компьютера требуется процессор с частотой ближе к 4 ГГц.

В любом случае чем выше частота процессора, тем лучше, а там смотрите по финансовым возможностям.

6.4. Turbo Boost и Turbo Core

У современных процессоров существует понятие базовой частоты, которая указывается в характеристиках просто как частота процессора. Об этой частоте мы и говорили выше.

У процессоров Intel Core i5,i7,i9 есть также понятие максимальной частоты в Turbo Boost. Это технология, которая автоматически увеличивает частоту ядер процессора при высокой нагрузке для увеличения производительности. Чем меньше ядер использует программа или игра, тем больше увеличивается их частота.

Например, у процессора Core i5-2500 базовая частота 3.3 ГГц, а максимальная частота в Turbo Boost 3.7 ГГц. Под нагрузкой, в зависимости от количества используемых ядер, частота будет увеличиваться до следующих значений:

• 4 активных ядра — 3.4 ГГц
• 3 активных ядра — 3.5 ГГц
• 2 активных ядра — 3.6 ГГц
• 1 активное ядро — 3.7 ГГц

У процессоров AMD серий A, FX и Ryzen есть аналогичная технология автоматического разгона процессора, называемая Turbo Core. Например, у процессора FX-8150 базовая частота 3.6 ГГц, а максимальная частота в Turbo Core 4.2 ГГц.

Для того, чтобы технологии Turbo Boost и Turbo Core работали, нужно чтобы процессору хватало питания и он не перегревался. Иначе процессор не будет поднимать частоту ядер. Значит блок питания, материнская плата и кулер должны быть достаточно мощными. Также работе этих технологий не должны препятствовать настройки BIOS материнской платы и настройки электропитания в Windows.

В современных программах и играх используются все ядра процессора и прибавка производительности от технологий Turbo Boost и Turbo Core будет небольшая. Поэтому при выборе процессора лучше ориентироваться на базовую частоту.

6.5. Кэш-память

Кэш-памятью называется внутренняя память процессора, необходимая ему для более быстрого выполнения вычислений. Объем кэш-памяти так же оказывает влияние на производительность процессора, но в гораздо меньшей мере чем количество ядер и частота процессора. В разных программах это влияние может варьироваться в диапазоне 5-15%. Но процессоры с большим объемом кэш-памяти стоят значительно дороже (в 1,5-2 раза). Поэтому такое приобретение не всегда экономически целесообразно.

Кэш-память бывает 4-х уровней:

Кэш 1-го уровня имеет маленький размер и при выборе процессора на него обычно не обращают внимания.

Кэш 2-го уровня является самым главным. В слабых процессорах типичным является наличие 256 килобайт (Кб) кэш-памяти 2-го уровня на ядро. Процессоры, предназначенные для компьютеров средней производительности, имеют 512 Кб кэш-памяти 2-го уровня на ядро. Процессоры для мощных профессиональных и игровых компьютеров должны оснащаться не менее 1 мегабайта (Мб) кэш-памяти 2-го уровня на каждое ядро.

Кэш 3-го уровня имеют не все процессоры. Самые слабые процессоры для офисных задач могут иметь до 2 Мб кэша 3-го уровня, либо вообще его не имеют. Процессоры для современных домашних мультимедийных компьютеров должны иметь 3-4 Мб кэш-памяти 3-го уровня. Мощные процессоры для профессиональных и игровых компьютеров должны иметь 6-8 Мб кэш-памяти 3-го уровня.

Кэш 4-го уровня имеют только некоторые процессоры и если он есть, то это хорошо, но в принципе не обязательно.

Если процессор имеет кэш 3 или 4 уровня, то на размер кэша 2-го уровня можно не обращать внимания.

6.6. Тип и частота поддерживаемой оперативной памяти

Разные процессоры могут поддерживать разные типы и частоту оперативной памяти. Это нужно учитывать в дальнейшем при выборе оперативки.

Устаревающие процессоры могут поддерживать оперативную память DDR3 с максимальной частотой 1333, 1600 или 1866 МГц.

Современные процессоры поддерживают память DDR4 с максимальной частотой 2133, 2400, 2666 МГц или более и часто для совместимости память DDR3L, которая отличается от обычной DDR3 пониженным напряжением с 1.5 до 1.35 В. Такие процессоры смогут работать и с обычной памятью DDR3, если у вас она уже есть, но производители процессоров это не рекомендуют из-за повышенной деградации контроллеров памяти, рассчитанных на DDR4 с еще более низким напряжением 1.2 В. Кроме того, под старую память нужна еще и старая материнка со слотами DDR3. Так что лучший вариант это продать старую память DDR3 и переходить на новую DDR4.

На сегодня самой оптимальной по соотношению цена/производительность является память DDR4 с частотой 2400 МГц, которую поддерживают все современные процессоры. Иногда не на много дороже можно купить память с частотой 2666 МГц. Ну а память на 3000 МГц будет стоить уже значительно дороже. Кроме того, процессоры не всегда стабильно работают с высокочастотной памятью.

Также нужно учитывать какую максимальную частоту памяти поддерживает материнская плата. Но частота памяти оказывает сравнительно небольшое влияние на общую производительность и гнаться за этим особо не стоит.

Часто у пользователей, которые начинают разбираться в компьютерных комплектующих, возникает вопрос относительно наличия в продаже модулей памяти с гораздо более высокой частотой, чем официально поддерживает процессор (2666-3600 МГц). Для работы памяти на такой частоте нужно, чтобы материнская плата имела поддержку технологии XMP (Extreme Memory Profile). XMP автоматически повышает частоту шины, чтобы память работала на более высокой частоте.

6.7. Встроенное видеоядро

Процессор может иметь встроенное видеоядро, что позволяет сэкономить на покупке отдельной видеокарты для офисного или мультимедийного ПК (просмотр видео, простейшие игры). Но для игрового компьютера и монтажа видео нужна отдельная (дискретная) видеокарта.

Чем дороже процессор, тем мощнее встроенное видеоядро. Среди процессоров Intel cамое мощное встроенное видео у Core i7, затем i5, i3, Pentium G и Celeron G.

У процессоров AMD A-серии на сокете FM2+ встроенное видеоядро мощнее, чем у процессоров Intel. Самое мощное у A10, затем A8, A6 и A4.

У процессоров FX на сокете AM3+ нет встроенного видеоядра и на их основе раньше собирали недорогие игровые ПК с дискретной видеокартой среднего класса.

Также нет встроенного видеоядра у большинства процессоров AMD серий Athlon и Phenom, а те у которых оно есть на очень старом сокете AM1.

У процессоров Ryzen с индексом G есть встроенное видеоядро Vega, которое в два раза мощнее, чем видеоядро процессоров прошлого поколения из серий A8, A10.

Если вы не собираетесь покупать дискретную видеокарту, но все-таки хотите время от времени поиграть в нетребовательные игры, то лучше отдать предпочтение процессорам Ryzen G. Но не рассчитывайте, что встроенная графика потянет требовательные современные игры. Максимум на что она способна это онлайн игры и некоторые хорошо оптимизированные игры на низких или средних настройках графики в разрешении HD (1280×720), в некоторых случаях Full HD (1920×1080). Посмотрите тесты нужного вам процессора на Youtube и поймете подходит ли он вам.

7. Другие характеристики процессоров

Также процессоры характеризуются такими параметрами как техпроцесс изготовления, энергопотребление и тепловыделение.

7.1. Техпроцесс изготовления

Техпроцессом называется технология, по которой производятся процессоры. Чем современнее оборудование и технология производства, тем техпроцесс тоньше. От техпроцесса, по которому изготовлен процессор, сильно зависит его энергопотребление и тепловыделение. Чем техпроцесс тоньше, тем процессор будет экономичнее и холоднее.

Современные процессоры изготавливаются по технологическому процессу от 10 до 45 нанометров (нм). Чем меньше это значение, тем лучше. Но в первую очередь ориентируйтесь на энергопотребление и связанное с ним тепловыделение процессора, о чем пойдет речь дальше.

7.2. Энергопотребление процессора

Чем больше количество ядер и частота процессора, тем больше его энергопотребление. Так же энергопотребление сильно зависит от техпроцесса изготовления. Чем техпроцесс тоньше, тем энергопотребление ниже. Главное, что нужно учесть это то, что мощный процессор нельзя устанавливать на слабую материнскую плату и ему потребуется более мощный блок питания.

Современные процессоры потребляют от 25 до 220 Ватт. Этот параметр можно прочесть на их упаковке или на сайте производителя. В параметрах материнской платы так же указывается на какое энергопотребление процессора она рассчитана.

7.3. Тепловыделение процессора

Тепловыделение процессора принято считать равным его максимальному энергопотреблению. Оно так же измеряется в Ваттах и называется температурным пакетом «Thermal Design Power» (TDP). Современные процессоры обладают TDP в диапазоне 25-220 Ватт. Старайтесь выбирать процессор с более низким TDP. Оптимальный диапазон TDP 45-95 Вт.

8. Как узнать характеристики процессоров

Все основные характеристики процессора, такие как количество ядер, частота и объем кэш-памяти обычно указываются в прайсах продавцов.

Все параметры того или иного процессора можно уточнить на официальных сайтах производителей (Intel и AMD):

По номеру модели или серийному номеру очень легко найти все характеристики любого процессора на сайте:

Или просто введите номер модели в поисковой системе Google или Яндекс (например, «Ryzen 7 1800X»).

9. Модели процессоров

Модели процессоров меняются ежегодно, поэтому здесь я не буду их все приводить, а приведу только серии (линейки) процессоров, которые меняются реже и по которым вы легко сможете ориентироваться.

Я рекомендую приобретать процессоры более современных серий, так как они производительнее и поддерживают новые технологии. Номер модели, который идет после названия серии, тем выше, чем больше частота процессора.

9.1. Линейки процессоров Intel

Старые серии:

• Celeron – для офисных задач (2 ядра)
• Pentium – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (2 ядра)

Современные серии:

• Celeron G – для офисных задач (2 ядра)
• Pentium G – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (2 ядра)
• Core i3 – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (2-4 ядра)
• Core i5 – для игровых ПК среднего класса (4-6 ядер)
• Core i7 – для мощных игровых и профессиональных ПК (4-10 ядер)
• Core i9 – для сверхмощных профессиональных ПК (12-18 ядер)

Все процессоры Core i7, i9, некоторые Core i3 и Pentium поддерживают технологию Hyper-threading, что значительно увеличивает производительность.

9.2. Линейки процессоров AMD

Старые серии:

• Sempron – для офисных задач (2 ядра)
• Athlon – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (2 ядра)
• Phenom – для мультимедийных и игровых ПК среднего класса (2-4 ядра)

Устаревающие серии:

• A4, А6 – для офисных задач (2 ядра)
• A8, A10 – для офисных задач и простых игр (4 ядра)
• FX – для монтажа видео и не очень тяжелых игр (4-8 ядер)

Современные серии:

• Ryzen 3 – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (4 ядра)
• Ryzen 5 – для монтажа видео и игровых ПК среднего класса (4-6 ядер)
• Ryzen 7 – для мощных игровых и профессиональных ПК (4-8 ядер)
• Ryzen Threadripper – для мощных профессиональных ПК (8-16 ядер)

Процессоры Ryzen 5, 7 и Threadripper являются многопоточными, что при большом количестве ядер делает их отличным выбором для монтажа видео. Кроме того есть модели с индексом «X» в конце маркировки, которые имеют более высокую частоту.

9.3. Перезапуск серий

Стоит так же отметить, что иногда производители делают перезапуск старых серий на новые сокеты. Например, у Intel сейчас это Celeron G и Pentium G со встроенной графикой, у AMD обновленные линейки процессоров Athlon II и Phenom II. Эти процессоры немного уступают своим более современным собратьям в производительности, но значительно выигрывают в цене.

9.4. Ядро и поколение процессоров

Вместе со сменой сокетов обычно меняется и поколение процессоров. Например, на сокете 1150 были процессоры 4-го поколения Core i7-4xxx, на сокете 2011-3 — 5-го поколения Core i7-5xxx. При переходе на сокет 1151 появились процессоры 6-го поколения Core i7-6xxx.

Также бывает, что поколение процессора меняется без смены сокета. Например, на сокете 1151 вышли процессоры 7-го поколения Core i7-7xxx.

Смена поколений вызвана усовершенствованием электронной архитектуры процессора, называемой также ядром. Например, процессоры Core i7-6xxx построены на ядре с кодовым названием Skylake, а пришедшие к ним на смену Core i7-7xxx на ядре Kaby Lake.

Ядра могут иметь различные отличия от довольно весомых, до чисто косметических. Например, Kaby Lake отличается от предыдущего Skylake обновленной встроенной графикой и блокировкой разгона по шине процессоров без индекса K.

Аналогичным образом происходит смена ядер и поколений процессоров AMD. Например, процессоры FX-9xxx пришли на смену процессорам FX-8xxx. Основное их отличие это значительно возросшая частота и как следствие тепловыделение. А вот сокет не поменялся, а остался старый AM3+.

У процессоров AMD FX было множество ядер, последние из которых Zambezi и Vishera, но на смену им пришли новые значительно более совершенные и производительные процессоры Ryzen (ядро Zen) на сокете AM4 и Ryzen (ядро Threadripper) на сокете TR4.

10. Разгон процессора

Процессоры Intel Core с индексом «K» в конце маркировки имеют более высокую базовую частоту и разблокированный множитель. Их легко разгонять (повышать частоту) для увеличения производительности, но потребуется более дорогая материнская плата на чипсете Z-серии.

Все процессоры AMD FX и Ryzen можно разгонять путем изменения множителя, но разгонный потенциал у них поскромнее. Разгон процессоров Ryzen поддерживают материнские платы на чипсетах B350, X370.

В целом возможность разгона делает процессор более перспективным, так как в будущем при небольшой нехватке производительности его можно будет не менять, а просто разогнать.

11. Упаковка и кулер

Процессоры, в конце маркировки которых присутствует слово «BOX», упакованы в качественную коробку и могут продаваться в комплекте с кулером.

Но некоторые более дорогие боксовые процессоры могут не иметь кулера в комплекте.

Если в конце маркировки написано «Tray» или «ОЕМ», это значит, что процессор упакован в маленький пластиковый лоточек и кулера в комплекте нет.

Процессоры начального класса типа Pentium проще и дешевле приобрести в комплекте с кулером. А вот процессор среднего или высокого класса часто выгоднее купить без кулера и отдельно подобрать для него подходящий кулер. По стоимости выйдет примерно столько же, а по охлаждению и уровню шума будет значительно лучше.

12. Настройка фильтров в интернет-магазине

1. Зайдите в раздел «Процессоры» на сайте продавца.
2. Выберете производителя (Intel или AMD).
3. Выберите сокет (1151, AM4).
4. Выберите линейку процессоров (Pentium, i3, i5, i7, Ryzen).
5. Отсортируйте выборку по цене.
6. Просматривайте процессоры, начиная с более дешевых.
7. Покупайте процессор с максимально возможным количеством потоков и частотой, устраивающий вас по цене.

Таким образом, вы получите оптимальный по соотношению цена/производительность процессор, удовлетворяющий вашим требованиям за минимально возможную стоимость.

13. Ссылки

Процессор Intel Core i7 8700
Процессор Intel Core i5 8600K
Процессор Intel Pentium G4600

2 3 Отличный процессор для игр 4 5 Лучшая цена

Компьютеры вошли в нашу жизнь настолько плотно, что мы уже считаем их чем-то элементарным. Но вот их строение никак нельзя назвать простым. Материнская плата, процессор, оперативная память, винчестеры: все это - неотъемлемые части компьютера. Выкинуть ту или иную деталь нельзя, ведь они все важны. Но наиболее важную роль играет именно процессор. Не зря же его называют «центральным».

Роль у ЦП просто огромная. Он отвечает за все вычисления, а значит именно от него зависит, насколько быстро вы будете выполнять свои задачи. Это может быть веб-серфинг, составление документа в текстовом редакторе, редактирование фотографий, перемещение файлов и многое-многое другое. Даже в играх и 3D моделировании, где основная нагрузка ложится на плечи графического ускорителя, центральный процессор играет огромную роль, и при неправильно подобранном «камне» производительность даже самой мощной видеокарты не будет раскрыта на полную катушку.

На данный момент на потребительском рынке присутствует лишь два крупных производителя процессоров: AMD и Intel. Именно о них мы и поговорим в традиционном рейтинге.

Лучшие недорогие процессоры: бюджет до 5000 руб.

4 Intel Celeron G3900 Skylake

Самый доступный процессор Intel
Страна: США
Средняя цена: 4 381 ₽
Рейтинг (2019): 4.5

Открывает рейтинг крайне слабенький процессор линейки Celeron. Модель G3900 обладает двумя ядрами предыдущего поколения – Skylake, что вкупе с частотой 2,8 ГГц дает самый низкий результат по производительности. В синтетических тестах процессор показывает результат примерно вдвое меньший, чем Core i3. Но и цена здесь достаточно бюджетная – 4-4,5 тысячи рублей. Это значит, что данный процессор отлично подойдет для сборки, например, простенького офисного компьютера или мультимедийной системы для гостиной. В целом, назвать эту модель плохой нельзя. Все же 14 нм техпроцесс обеспечивает неплохую энергоэффективность, а графическое ядро HD Graphics 510 подойдет для казуальных игр.

Достоинства:

• Самая низкая цена в классе
• Отлично подойдет для офисного ПК или HTPC

Недостатки:

• Не поддерживает технологию Hyper-Threading

3 AMD FX-6300 Vishera

Единственный 6-ядерный процессор в классе
Страна: США
Средняя цена: 3 050 ₽
Рейтинг (2019): 4.6

FX-6300 от AMD - единственный процессор в категории с шестью ядрами. К сожалению, надеяться на высокую мощность в бюджетном классе не приходится - модель основана на ядре Vishera 2012 года. В обычном режиме ядра работают на частоте 3,5 ГГц, но, как и многие ЦПУ АМД, отлично разгоняется. Да, производительности, судя по отзывам пользователей, достаточно даже для игр, но минусов все же хватает.

Один из главных - высокое энергопотребление. Из-за использования недорогого 32 нм техпроцесса AMD сильно греется и потребляет уйму электричества. Также отметим отсутствие поддержки современной оперативной памяти стандарта DDR4. Из-за этого процессор можно посоветовать не для сборки нового ПК, а для обновления старого без замены материнской платы и других комплектующих.

Достоинства:

• 6 ядер. Отлично подойдет для выполнения нескольких простых задач одновременно.
• Неплохой разгонный потенциал.
• Низкая стоимость.

Недостатки:

• Плохая энергоэффективность.
• Устаревающая платформа.

2 Intel Pentium G4600 Kaby Lake

Отличная производительность
Страна: США
Средняя цена: 5 006 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

Рекомендовать к покупке можем и старый-добрый Пентиум. Этот процессор выполнен по 14 нм техпроцессу, сокет LGA1151. Относится к одному из последних поколений – Kaby Lake. Ядер, конечно же, всего 2. Они работают на частоте 3,6 ГГц, что и обуславливает отставание от Core i3 примерно на 18-20%. Но это немного, ведь разница в цене двукратная! Помимо частоты ядер относительно низкая мощность обусловлена небольшим объемом кеша L3 – 3071 Кб.

Помимо отличного соотношения цена-производительность, в достоинства данного ЦП можно записать наличие встроенного графического ядра Intel HD Graphics 630, которого более чем достаточно для комфортного использования ПК без дискретной видеокарты.

Достоинства:

• Отличная цена при такой производительности
• Поколение Kaby Lake
• Хорошее встроенное графическое ядро

На данный момент на рынке процессоров всего два игрока – Intel и AMD. Вот только выбор от этого проще не становится. Чтобы облегчить решение о покупке ЦП того или иного производителя, мы выделили для вас несколько основных плюсов и минусов продукции этих фирм.

Компания	Плюсы	Минусы
	Под Intel лучше оптимизированы программы и игры Ниже энергопотребление Производительность, как правило, немного выше Более высокие частоты кеша	Эффективно работают не более не более чем с двумя ресурсоемкими задачами Выше стоимость При смене линейки процессоров меняется и сокет, а значит апгрейд более сложен
	Ниже стоимость Лучше соотношение цены и производительности Лучше работают с 3-4 ресурсоемкими задачами (лучше многозадачность) Большинство процессоров отлично разгоняются	Более высокое энергопотребление и температуры (не совсем верно в отношении последних процессоров Ryzen) Хуже оптимизация программ

1 AMD Athlon 200GE Raven Ridge

Лучшее соотношение цены и производительности
Страна: США
Средняя цена: 3 090 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

Процессоры АМД всегда отличались хорошей стоимостью, но, зачастую, не могли догнать более производительные чипы Intel. Не стал исключением и Athlon 200GE – модель уступает серебряному призера рейтинга, но лишь на 3-5% в зависимости от ситуации, а стоит почти на 2000 рублей дешевле! При этом, лидер рейтинга не обладает типичной «болячкой» процессоров AMD – в нем есть встроенный видеочип, позволяющий использовать CPU в офисном ПК или домашнем компьютере нетребовательных пользователей без дискретной видеокарты.

Ядра 2, потоков – 4. Базовая частота 3,2 ГГц, но в отзывах пользователи рапортуют о взятии отметки в 3,8 ГГц. Температуры в любом режиме невысоки – при умеренной нагрузке даже с боксовым кулером они не превышают отметку в 45-47 градусов. Чип способен работать с оперативной памятью типа DDR4 (макс. частота – 2667 МГц). Встроенное видеоядро – Radeon Vega 3 – без проблем воспроизводит потоковое 4К-видео. Также 200GE подойдет для игровых систем начального уровня – в паре с достойной видеокартой можно добиться высокого фреймрейта на низких или даже средних настройках графики.

Лучшие процессоры среднего класса: бюджет до 20000 руб.

5 AMD Ryzen 3 1200 Summit Ridge

Лучшая цена
Страна: США
Средняя цена: 5 417 ₽
Рейтинг (2019): 4.6

Ryzen 3 – младшая недорогая новая линейка процессоров АМД, призванная вновь навязать борьбу Интел. И модель 1200 отлично справляется с задачей. За 5,5 тысяч рублей покупатель получает 4-ядерный процессор. Заводские частоты невысоки - всего 3,1 ГГц (в режиме повышенной производительности 3,4 ГГц), но множитель разблокирован, а значит энтузиасты без особого труда смогут сделать "камень" чуть быстрее.

Переход на новые чипы не только улучшил производительность, но и уменьшил энергопотребление, а также позволил снизить температуры до приемлемых значений. Из-за отсутствия встроенного графического чипа мы можем порекомендовать данный процессор только для бюджетных игровых сборок.

Достоинства:

• Разблокированный множитель

Недостатки:

• Отсутствует встроенный графический чип

4 Intel Core i3-9100F Coffee Lake

Бюджетный и производительный вариант для игровых сборок
Страна: США
Средняя цена: 6 480 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

Как правило, игровые системы на базе процессоров Интел дороги, но с моделью i3-9100F ситуация несколько меняется. За 6,5 тысяч рублей компания предлагает чип с 4 физическими ядрами, работающими на базовой тактовой частоте 3600 МГц (в режиме TurboBoost до 4,2 ГГц). В синтетических тестах CPU очень близко подбирается к куда более дорогому i5-7600K. Без потерь добиться такого соотношения цена-производительность не получилось. Жертвовать пришлось возможностью разгона и встроенным графическим ядром.

Впрочем, последнее позволяет создавать на базе i3-9100F отличные игровые системы. В паре с видеокартой уровня GeForce RTX 2060 и 16 Гб оперативной памяти (поддерживается до 64 Гб DDR4 памяти с тактовой частотой 2400 МГц) процессор выдает стабильные 60 FPS во всех современных играх на высоких настройках графики. Температуры умеренные – при обычной нагрузке со стандартным кулером они держатся на уровне 40 градусов. Перегреть чип вряд ли получится. Отметим, что процессор использует сокет LGA1151v2 и совместим с чипсетами только 3xx серии.

3 Intel Core i5-7600K Kaby Lake

Отличный процессор для игр
Страна: США
Средняя цена: 19 084 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

Начнем с того, что i5-7600K ни в коем случае нельзя назвать аутсайдером. Да, по производительности он несколько хуже мастодонтов, которых вы увидите ниже, но для большинства геймеров его хватит с головой. Процессор обладает четырьмя ядрами Kaby Lake работающими на частоте 3,8 ГГц (в реальности до 4,0 ГГц с TurboBoost). Имеется и встроенное графическое ядро – HD Graphics 630, а значит даже в требовательные игры на «минималках» поиграть можно. С нормальной же видеокартой (например, GTX 1060) процессор раскрывает себя полностью. В большинстве игр при FullHD разрешении (именно такими мониторами обладает большинство геймеров) и высоких настройках графики частота кадров редко проседает ниже 60 fps. А разве нужно что-то еще?

Достоинства:

• Лучшая цена
• Достаточная для большинства геймеров мощность
• Отличное графическое ядро

2 AMD Ryzen 5 1600 Summit Ridge

Лучшее соотношение цена/производительность
Страна: США (Производится в Малайзии, Китае)
Средняя цена: 11 970 ₽
Рейтинг (2019): 4.8

Вторую строку ТОП-5 процессоров среднего уровня занимает один из лучших процессоров по соотношению цена/производительность. При средней стоимости всего 12000 рублей, в синтетических тестах Ryzen 5 способен тягаться с известным Intel Core i7-7700K на стандартных настройках (В PassMark 12270 и 12050 баллов соответственно). Такая мощность обусловлена наличием шести физических ядер Summit Ridge, выполненных по 12 нм техпроцессу. Тактовая частота не рекордная - 3,6 ГГц. Возможность разгона присутствует, но в отзывах пользователи утверждают, что на частотах свыше 4,0-4,1 ГГц процессор ведет себя нестабильно и сильно греется. При заводских же настройках в простое температуры держатся на уровне 42-46 градусов, в играх 53-57 при использовании штатного кулера.

Также высокая производительность обусловлена большими объемами кеша всех уровней. CPU поддерживает современный стандарт DDR4-2667, что позволяет создавать на базе этого процессора отличные компьютеры для игры на средне-высоких настройках в FullHD.

Достоинства:

• Отличное соотношение цена/производительность
• Мало греется

Недостатки:

• Невысокий разгонный потенциал

1 AMD Ryzen 7 2700X Pinnacle Ridge

Самый производительный процессор в классе
Страна: США (Производится в Малайзии, Китае, Китае)
Средняя цена: 18 390 ₽
Рейтинг (2019): 4.8

С появлением линейки Ryzen превосходство AMD по соотношению цена-производительность стало очевидным. При стоимости в 18 тысяч рублей Ryzen 7 2700X способен тягаться с i7-8700K, средний ценник которого переваливает за 28 тысяч рублей. Придраться можно лишь к производительности в однопоточных задачах – дисциплине, в которой AMD всегда проигрывала. В многопоточных задачах преимущество ощутимо, а в играх ситуация зачастую сильно зависит от оптимизации под того или иного производителя.

Если говорить цифрами, перед нами 8-ядерный процессор с базовой тактовой частотой 3,7 ГГц. Без особых проблем можно взять отметку в 4,0 ГГц, а при определенной удаче – 4,2-4,3 ГГц. Поддерживается оперативная память типа DDR4 с частотой до 2933 МГц. Объемы кэша 96, 4096 и 16384 Кб (L1, L2 и L3 соответственно). Температуры несколько выше, чем у конкурентов из Intel – под нагрузкой они могут достигать 75 градусов. Советуем задуматься о приобретении качественной системы охлаждения.

Лучшие топовые процессоры

3 Intel Core i7-9700F

Оптимальный процессор для игр в FullHD
Страна: США
Средняя цена: 23 310 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

Долгое время линейка Core i7 была венцом творения Intel, но к 2019 году мы можем отдать представителю семейства лишь третье место в ТОП-3 мощнейших процессоров на рынке. Тем не менее, модель с маркировкой 9700F можно смело рекомендовать геймерам, любящим качественную картинку, но не гонящимся за последними трендами. В паре с достойной видеокартой в любой современной игре на максимальных настройках графики при разрешении FullHD вы получите минимум 60 fps, а в большинстве случаев счетчик будет держаться на уровне в 90-110 кадров. Смело можно переходить и на 2К разрешение.

Базовые технические характеристики не поражают воображение. Core i7-9700F включает 8 ядер, работающих на тактовой частоте всего в 3 ГГц. Но в режиме TurboBoost цифра возрастает до приличных 4,7 ГГц. Объем кэша L3 – 12 Мб, а максимально поддерживаемый объем ОЗУ – 128 Гб (DDR4-2666). Достаточно количества информации о температурном режиме, к сожалению, нет, но, судя по другим процессорам компании, стоит ожидать порядка 32-35 градусов в простое и 55-60 градусов при нагрузке.

2 Intel Core i9-7900X Skylake

Мощнейший процессор в линейке Интел
Страна: США
Средняя цена: 77 370 ₽
Рейтинг (2019): 4.7

До недавних пор топовой линейкой Intel была серия Core i7. Но современные реалии требуют все большей мощности. Если вам мало знакомых решений, обратите внимание на Core i9-7900X. Процессор уже на стандартной тактовой частоте способен войти в ТОП-10 мощнейших CPU. Например, в PassMark модель набивает почти 22 тысячи баллов - это вдвое больше, чем у бронзового призера рейтинга. При этом, в отзывах пользователи говорят о беспроблемном разгоне до 4.2-4.5 ГГц при наличии качественного воздушного охлаждения. Температуры не превышают 70 градусов под нагрузкой.

Столь высокая производительность обусловлена использованием 10 ядер, выполненных по 14 нм техпроцессу. Модель поддерживает все необходимые современные стандарты и команды, что позволяет использовать ее для любых задач.

Достоинства:

• Высочайшая производительность
• Отличный разгонный потенциал
• Приемлемые температуры

Недостатки:

• Очень высокая стоимость
• Отсутствие припоя под крышкой.

1 AMD Ryzen 9 3900X

Самый производительный процессор в мире
Страна: США
Средняя цена: 48 990 ₽
Рейтинг (2019): 4.8

Лидирующую позицию следует отдать не самому популярному, но самому мощному и относительно доступному процессору от AMD. Придраться, конечно, есть к чему. Ryzen 9 3900X отмечается большим, нежели конкуренты, энергопотреблением – в простое он потребляет в среднем на 20 Вт больше. Также нарекания вызывают рабочие температуры – с комплектным кулером под нагрузкой чип греется до 80 градусов – рекомендуем сразу задуматься о покупке качественной воздушной, а лучше водяной, системы охлаждения.

Но давайте обратимся к цифрам и тестам. CPU включает 12 ядер (24 потока), выполненных по 7 нм техпроцессу. Базовая тактовая частота 3,6 ГГц. Стабильную работу можно получить при разгоне до 4,1 ГГц. Для более высоких цифр нужны хорошее охлаждение и удача. Объем кэша L3 – 64 Мб! Поддерживается оперативная память типа DDR4 с максимальной частотой 3200 МГц. В многопоточных операциях Ryzen 9, ожидаемо, опережает соперников на порядок. С играми ситуация сложнее – все зависит от оптимизации конкретного тайтла. В целом, результаты сравнимы с «синими» конкурентами.

Производство микросхем — весьма непростое дело, и закрытость этого рынка диктуется в первую очередь особенностями главенствующей в наши дни технологии фотолитографии. Микроскопические электронные схемы проецируются на кремниевую пластину через фотошаблоны, стоимость каждого из которых может достигать $200 000. А между тем для изготовления одного чипа требуется не меньше 50 таких масок. Добавьте к этому стоимость «проб и ошибок» при разработке новых моделей, и вы поймете, что производить процессоры могут только очень большие компании очень большими тиражами.

А что делать научным лабораториям и высокотехнологичным стартапам, которым необходимы нестандартные схемы? Как быть военным, для которых закупать процессоры у «вероятного противника» — мягко говоря, не комильфо?

Мы побывали на российском производственном участке голландской компании Mapper, благодаря которой изготовление микросхем может перестать быть уделом небожителей и превратится в занятие для простых смертных. Ну или почти простых. Здесь, на территории Технополиса «Москва» при финансовой поддержке корпорации «Роснано» производится ключевой компонент технологии Mapper — электронно-оптическая система.

Однако прежде чем разбираться в нюансах безмасочной литографии Mapper, стоит вспомнить основы обычной фотолитографии.

Неповоротливый свет

На современном процессоре Intel Core i7 может располагаться около 2 млрд транзисторов (в зависимости от модели), размер каждого из которых — 14 нм. В погоне за вычислительной мощностью производители ежегодно уменьшают размеры транзисторов и увеличивают их число. Вероятным технологическим пределом в этой гонке можно считать 5 нм: на таких расстояниях начинают проявляться квантовые эффекты, из-за которых электроны в соседних ячейках могут вести себя непредсказуемо.

Чтобы нанести на кремниевую пластину микроскопические полупроводниковые структуры, используют процесс, похожий на работу с фотоувеличителем. Разве что цель у него обратная — сделать изображение как можно меньше. Пластину (или защитную пленку) покрывают фоторезистом — полимерным фоточувствительным материалом, который меняет свои свойства при облучении светом. Требуемый рисунок чипа экспонируют на фоторезист через маску и собирающую линзу. Напечатанные пластины, как правило, в четыре раза меньше, чем маски.

Такие вещества, как кремний или германий, имеют по четыре электрона на внешнем энергетическом уровне. Они образуют красивые кристаллы, похожие на металл. Но, в отличие от металла, они не проводят электрический ток: все их электроны задействованы в мощных ковалентных связях и не могут двигаться. Однако все меняется, если добавить к ним немного донорной примеси из вещества с пятью электронами на внешнем уровне (фосфора или мышьяка). Четыре электрона вступают в связь с кремнием, а один остается свободным. Кремний с донорной примесью (n-типа) — неплохой проводник. Если добавить к кремнию акцепторную примесь из вещества с тремя электронами на внешнем уровне (бор, индий), аналогичным образом образуются «дырки», виртуальный аналог положительного заряда. В таком случае речь идет о полупроводнике p-типа. Соединив проводники p- и n-типа, мы получим диод — полупроводниковый прибор, пропускающий ток только в одном направлении. Комбинация p-n-p или n-p-n дает нам транзистор — через него ток протекает только в том случае, если на центральный проводник подается определенное напряжение.

Свои коррективы в этот процесс вносит дифракция света: луч, проходя через отверстия маски, немного преломляется, и вместо одной точки экспонируется серия концентрических кругов, как от брошенного в омут камня. К счастью, дифракция находится в обратной зависимости от длины волны, чем и пользуются инженеры, применяя свет ультрафиолетового диапазона с длиной волны 195 нм. Почему не еще меньше? Просто более короткая волна не будет преломляться собирающей линзой, лучи будут проходить насквозь, не фокусируясь. Увеличить собирающую способность линзы тоже нельзя — не позволит сферическая аберрация: каждый луч будет проходить оптическую ось в своей точке, нарушая фокусировку.

Максимальная ширина контура, которую можно отобразить с помощью фотолитографии, — 70 нм. Чипы с более высоким разрешением печатают в несколько приемов: наносят 70-нанометровые контуры, протравливают схему, а затем экспонируют следующую часть через новую маску.

Сейчас в разработке находится технология фотолитографии в глубоком ультрафиолете, с применением света с экстремальной длиной волны около 13,5 нм. Технология предполагает использование вакуума и многослойных зеркал с отражением на основе межслойной интерференции. Маска тоже будет не просвечивающим, а отражающим элементом. Зеркала лишены явления преломления, поэтому могут работать со светом любой длины волны. Но пока это лишь концепция, которую, возможно, станут применять в будущем.

Как сегодня делают процессоры

Идеально отполированную круглую кремниевую пластину диаметром 30 см покрывают тонким слоем фоторезиста. Равномерно распределить фоторезист помогает центробежная сила.

Будущая схема экспонируется на фоторезист через маску. Этот процесс повторяется многократно, потому что из одной пластины получается множество чипов.

Та часть фоторезиста, которая подверглась ультрафиолетовому излучению, становится растворимой и с легкостью удаляется с помощью химикатов.

Участки кремниевой пластины, не защищенные фоторезистом, подвергаются химическому травлению. На их месте образуются углубления.

На пластину вновь наносят слой фоторезиста. На этот раз с помощью экспонирования обнажают те участки, которые подвергнутся ионной бомбардировке.

Под воздействием электрического поля ионы примесей разгоняются до скоростей более 300 000 км/ч и проникают в кремний, придавая ему свойства полупроводника.

После удаления остатков фоторезиста на пластине остаются готовые транзисторы. Сверху наносят слой диэлектрика, в котором по все той же технологии протравливают отверстия под контакты.

Пластину помещают в раствор сульфата меди, и с помощью электролиза на нее наносят проводящий слой. Затем весь слой снимают шлифовкой, а контакты в отверстиях остаются.

Контакты соединяются многоэтажной сетью из металлических «проводов». Количество «этажей» может достигать 20, а общая схема проводников называется архитектурой процессора.

Только теперь пластину распиливают на множество отдельных чипов. Каждый «кристалл» тестируют и лишь затем устанавливают на плату с контактами и накрывают серебряной крышкой-радиатором.

13 000 телевизоров

Альтернативой фотолитографии считают электролитографию, когда экспонируют не светом, а электронами, и не фото-, а электрорезист. Электронный пучок легко фокусируется в точку минимального размера, вплоть до 1 нм. Технология напоминает электронно-лучевую трубку телевизора: сфокусированный поток электронов отклоняется управляющими катушками, рисуя изображение на кремниевой пластине.

До последнего времени эта технология не могла конкурировать с традиционным методом из-за низкой скорости. Чтобы электрорезист среагировал на облучение, он должен принять определенное количество электронов на единицу площади, поэтому один луч может экспонировать в лучшем случае 1 см2/ч. Это приемлемо для единичных заказов от лабораторий, однако неприменимо в промышленности.

К сожалению, решить проблему, увеличив энергию луча, невозможно: одноименные заряды отталкиваются, поэтому при увеличении тока пучок электронов становится шире. Зато можно увеличить количество лучей, экспонируя несколько зон одновременно. И если несколько — это 13 000, как в технологии Mapper, то, согласно расчетам, можно печатать уже десять полноценных чипов в час.

Конечно, объединить в одном устройстве 13 000 электронно-лучевых трубок было бы невозможно. В случае Mapper излучение из источника направляется на коллиматорную линзу, которая формирует широкий параллельный пучок электронов. На его пути встает апертурная матрица, которая превращает его в 13 000 отдельных лучей. Лучи проходят через матрицу бланкеров — кремниевую пластину с 13 000 отверстий. Около каждого из них располагается отклоняющий электрод. Если на него подается ток, электроны «промахиваются» мимо своего отверстия, и один из 13 000 лучей выключается.

Пройдя бланкеры, лучи направляются к матрице дефлекторов, каждый из которых может отклонять свой луч на пару микронов вправо или влево относительно движения пластины (так что Mapper все же напоминает 13 000 кинескопов). Наконец, каждый луч дополнительно фокусируется собственной микролинзой, после чего направляется к электрорезисту. На сегодняшний день технология Mapper прошла тестирование во французском научно-исследовательском институте микроэлектроники CEA-Leti и в компании TSMC, которая производит микропроцессоры для ведущих игроков рынка (в том числе и для Apple iPhone 6S). Ключевые компоненты системы, включая кремниевые электронные линзы, производятся на московском заводе.

Технология Mapper обещает новые перспективы не только исследовательским лабораториям и мелкосерийным (в том числе военным) производствам, но и крупным игрокам. В настоящее время для тестирования прототипов новых процессоров приходится изготавливать точно такие же фотошаблоны, как для массового производства. Возможность относительно быстрого прототипирования схем обещает не только снизить стоимость разработки, но и ускорить прогресс в этой области. Что в конечном счете на руку массовому потребителю электроники, то есть всем нам.