O interior dos processadores modernos esconde segredos estruturais que raramente chegam ao conhecimento do público. Uma análise detalhada ao novo processador Ryzen 9 9950X3D demonstrou que a grande maioria da sua estrutura física não é utilizada para processamento. Num vídeo partilhado pelo Der8auer, o conhecido overclocker alemão cortou o componente transversalmente, revelando que apenas 5% dos seus 800 µm de silício contêm efetivamente os núcleos Zen 5 e a tecnologia 3D V-Cache 2.0.
O sacrifício de um processador de 700 dólares
A oportunidade para esta exploração microscópica surgiu de forma acidental. O processador, avaliado em quase 700 dólares, avariou de forma permanente durante um teste com refrigeração direta. O problema ocorreu porque a bomba de água ficou esquecida na posição de desligada, numa altura em que o chip operava com overclock manual, voltagens modificadas e o PBO desbloqueado. Uma combinação na BIOS impediu o funcionamento da proteção térmica, deixando o componente inutilizado, mas em perfeitas condições para dissecação.
O processo de corte exigiu ferramentas e técnicas avançadas. Utilizou-se um disco de diamante, seguido de horas de polimento com um feixe de iões de árgon e a aplicação de um revestimento condutor com uma película de ouro e paládio. Só depois de todo este tratamento foi possível introduzir o chip num microscópio eletrónico para comparar os seus dois CCDs da AMD, onde um é convencional e o outro está equipado com os 64 MB adicionais de cache.
A precisão da tecnologia 3D V-Cache
As medições obtidas pelo microscópio revelam números surpreendentes. O corpo de silício mede aproximadamente 789,84 µm, mas o conjunto formado pelos núcleos e pela cache ocupa apenas entre 30 e 40 µm. A zona específica que integra os núcleos mede cerca de 7,33 µm, enquanto o chiplet de SRAM vertical, responsável pela 3D V-Cache 2.0, tem apenas 5,66 µm.
Esta geração de cache apresenta uma diferença estrutural importante. A memória encontra-se posicionada por baixo do chip de processamento, ligada através de uniões diretas de cobre. Esta alteração face a gerações anteriores coloca os núcleos mais próximos do dissipador integrado (IHS), removendo a cache do caminho térmico direto e permitindo ao processador alcançar frequências mais elevadas, com recurso à tecnologia da TSMC.
O motivo para o excesso de silício
A manutenção de quase 800 µm de silício, quando a circuiteria ocupa um espaço tão reduzido, prende-se com uma necessidade de suporte estrutural. A sua espessura coincide praticamente com os cerca de 775 µm que são habituais numa oblea de 300 mm. Se a fabricante tentasse reduzir a base do chip, o CCD tornar-se-ia demasiado frágil, o que aumentaria os riscos de rutura e deformação.
Durante a observação, o equipamento encontrou ainda uma fenda de aproximadamente
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