Günümüzün en gelişmiş üretim süreçleri ve paketleme teknikleri göz önüne alındığında, Intel 386 işlemcisi pek de etkileyici görünmeyebilir. Sadece 132 altın kaplama pinli gri seramik bir blok olarak, adeta eski bir teknoloji parçası gibi duruyor. Ancak bu sıradan görünen yüzeyin ardında, 1980'lerin sonundaki çip mühendisliğinin bir harikası yatıyor; bir zamanlar göz ardı ettiğimiz türden bir ustalık.
Bir CT tarayıcı ve gelişmiş dijital analiz yöntemleri kullanılarak, bir teknoloji araştırmacısı, tornavida veya lehim makinesi kullanmadan bu klasik işlemcinin her katmanını incelemeyi başardı. Elde edilen yüzlerce ince röntgen dilimi, döndürülebilen, yakınlaştırılabilen ve katman katman dijital olarak 'soyulabilen' bir 3B model haline getirildi.
Analizin ilk aşamasında, silikon çipten yayılan ve her biri bir insan saçından çok daha ince olan 35 mikron kalınlığındaki altın bağlama tellerinden oluşan bir hale gözlemlendi. Bu teller, çipin yüzeyindeki bağlantı noktaları ile paketin içindeki yönlendirmeler arasında mikroskobik köprüler görevi görüyor. Bazıları basit veri veya kontrol sinyalleri taşırken, diğerleri daha yoğun güç ve toprak bağlantıları için bir araya geliyor.
Bir sonraki katmana geçildiğinde, 386'nın paketinin gerçek karmaşıklığı ortaya çıktı: adeta minyatür boyutlarda altı katmanlı bir devre kartı. İki iç katman sinyalleri taşırken, dört adet özel bakır katmanı çipin farklı bölümlerine temiz ve stabil güç ve toprak sağlıyor. Bu tasarım, 'tek sıra çift raf' olarak bilinen bir paketleme yöntemiyle, şaşırtıcı derecede kompakt bir alana maksimum bağlantı sağlamayı amaçlıyor.
Tarama verileri daha da derinleştirildiğinde, hangi pinlerin nereye bağlandığı haritalandırıldı. Bazı yönlendirmeler doğrudan giriş/çıkış pinlerine giderken, diğerleri güç ve mantık devresi ağına derinlemesine gömülmüş durumda. CT taraması, Intel'in muhtemelen kimsenin görmesini istemeyeceği detayları bile yakaladı; örneğin üretim sırasında pinlerin altınla kaplanması için kullanılan ince yan teller gibi. Seramiğin hafifçe zımparalanmasıyla bu kaplama temas noktaları doğrulandı.
Sinyal ve güç katmanlarının yan yana karşılaştırılması, tasarımın inceliğini gözler önüne seriyor. Sinyal katmanları, çipin içindeki karmaşık mantık devreleri arasında gezinmek üzere tasarlanmış, ince bakır yolların karmaşık bir ağı gibi görünüyor. Buna karşılık güç katmanları ise neredeyse katı bakır levhalar halinde, yalnızca bağlama noktaları ve küçük deliklerin geçtiği yerlerde kesintiye uğruyor. Bu katmanlar, çipe temiz ve sabit güç sağlayarak olası parazitleri ve hataları önlüyor.
Silikon çipin altında, röntgen görüntüsü parlak bir alan gösteriyor; bu da gümüş dolgulu epoksidir. Bu sadece bir yapıştırıcı değil; çipten ısıyı uzaklaştıran ve aynı zamanda doğrudan, düşük dirençli bir toprak bağlantısı sağlayan özenle seçilmiş bir malzemedir. Bu detay, paketin 386'nın kararlı ve güvenilir çalışmasını sağlamasında önemli bir rol oynuyor.
Paketleme, inanılmaz ölçek farklılıkları arasında bir köprü görevi görüyor. Silikon çipin içindeki en küçük özellikler yaklaşık 1 mikrometre genişliğindeyken, bu bağlantılar yaklaşık 6 mikrometre genişliğindeki çip içi kablolamaya ve yaklaşık çeyrek milimetre aralıklı bağlama noktalarına genişliyor. Bu bağlama noktaları, yarım milimetre aralıklı paket pinlerine ve son olarak çipin altındaki 2.54 milimetre aralıklı pinlere bağlanıyor. Bu, mikroskobik çekirdek mantıktan elle takılıp çıkarılabilen yuva pinlerine doğru yaklaşık 2.500 katlık inanılmaz bir yakınlaşma sağlıyor.
Eğer 386'nın bağlama tellerinden birini bağlandığı yuva pininin yanına koysaydınız, aradaki boyut farkı inanılmaz olurdu. İşte bu paketlemenin güzelliği bu: sadece çipi korumakla kalmıyor, aynı zamanda onu narin, mikroskobik bir cihazdan, teorik olarak bir anakarttan elle takılıp çıkarılabilen sağlam, takılabilir bir parçaya dönüştürüyor.
Ayrıca, 386 paketinde 'Bağlantı Yok' (NC) olarak etiketlenmiş sekiz pin bulunuyor; bu da anakarta bağlanmadıkları ve kullanılmadıkları anlamına geliyor. Çip içinde, bu NC pinlerinin çoğu neredeyse bağlı durumda, iç kablolama ve bağlama telleri için hazır alanlar mevcut. Intel muhtemelen üretim sırasında test veya hata ayıklama için bu alanları boş bırakmış. İlginç bir şekilde, bir NC pini aslında çipe bağlı ve bir çıkış olarak işlev görüyor, bu da Intel'in gizli tuttuğu sinyallere işaret ediyor.
Teknoloji meraklıları için, daha fazla teknik detaya ilgi duyanların orijinal blog yazısını incelemeleri şiddetle tavsiye edilir. Bu analiz, işlemcinin paketlenmesindeki incelikleri daha derinlemesine ele alıyor. Intel için bu seramik çok katmanlı yaklaşım, sadece zarafetle ilgili değildi; şirketin pin sayısını düşük tutma konusundaki erken takıntısını aşmasına yardımcı oldu. Bu takıntı, ilk işlemcilerin potansiyelini sınırlayan bir düşünce yapısının mirasıydı.
386 işlemcisi, Intel'in yüksek pin sayılarını ve gelişmiş paketlemeyi tamamen benimsemesinin bir doruk noktasıydı. Karmaşık çiplerin güç, sinyal bütünlüğü ve ısıyı yönetmek için gelişmiş, çok katmanlı seramik paketlere ihtiyaç duyduğu kabul edildi. Bu değişim, modern bilgisayarların performans sıçramalarını mümkün kılan kilit bir adımdı.
Bugün kolayca unutuluyor olsa da, 386, günümüzün çoklu görev yapabilen PC'lerini mümkün kılan işlemciydi ve paketlenmesi, işlemcinin transistor sayısı kadar bu sıçramada önemliydi. Bu CT taraması, sadece merakı gidermekle kalmıyor, aynı zamanda erken mikroişlemci savaşlarında Intel'in dünyanın en iyi mühendislik yeteneklerinden bazılarını, en sıradan görünen özelliğe, yani 'kutusu'na yatırdığını hatırlatıyor. İnovasyonun eski gücüne dönüp dönmeyeceği ise zamanla görülecek.
