CT-сканирование раскрывает инженерные секреты легендарного процессора Intel 386

В современном мире передовых технологий и ультратонких процессоров Intel 386 выглядит довольно скромно — серый керамический корпус с 132 золотыми контактами, который сегодня можно найти разве что на барахолке. Однако за этим неприметным фасадом скрывается инженерное чудо конца 1980-х годов. Используя компьютерный томограф и цифровую реконструкцию, Кен Ширрифф смог исследовать каждый слой этого классического процессора, не прибегая к паяльнику или отвертке.

Сканирование позволило создать сотни рентгеновских срезов, которые затем были объединены в 3D-модель. Её можно вращать, увеличивать и «снимать» слой за слоем. Первое, что бросается в глаза — золотые соединительные провода толщиной всего 35 микрометров (тоньше человеческого волоса), расходящиеся от кристалла процессора. Эти провода выполняют роль микроскопических мостов между контактами кристалла и внутренней разводкой корпуса.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

При более детальном рассмотрении выяснилось, что корпус 386 — это, по сути, миниатюрная шестислойная печатная плата. Два внутренних слоя отвечают за передачу сигналов, а четыре медных слоя обеспечивают стабильное питание разных участков чипа. Этот метод, описанный в документации Intel как «однорядная двойная полка», позволял максимально эффективно использовать компактное пространство.

Изображение: Intel via righto.com

Сканирование также позволило выявить интересные детали, которые Intel, вероятно, не планировала показывать публике. Например, микроскопические боковые провода, использовавшиеся при гальваническом покрытии контактов золотом. Эти технологические особенности подтвердились, когда Ширрифф аккуратно отшлифовал керамический корпус для сравнения с томографическими данными.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Сравнение сигнальных и силовых слоев показало их принципиальное различие. Сигнальные слои напоминают сложную паутину из тонких медных дорожек, в то время как силовые — это почти сплошные медные плоскости с минимальными отверстиями для контактов. Такая конструкция обеспечивала стабильное питание и минимизировала помехи.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Под кристаллом процессора томограф выявил участок серебряной эпоксидной смолы. Этот материал не просто фиксирует чип, но и отводит тепло, одновременно обеспечивая надежное заземление — ключевой элемент стабильной работы процессора под нагрузкой.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Упаковка процессора выполняет роль моста между микроскопическими структурами кристалла (1 микрометр) и макроскопическими контактами на корпусе (2,54 мм). Это масштабирование примерно в 2500 раз — впечатляющий инженерный подвиг, превративший хрупкий кристалл в надежный компонент, который можно было устанавливать вручную.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Любопытная деталь: в корпусе 386 есть восемь контактов, помеченных как «No Connect» (не подключены). Однако внутри кристалла большинство из них имеют подготовленные площадки для соединений. Вероятно, Intel оставила их для тестирования или отладки. Интересно, что один из этих «неподключенных» контактов на самом деле соединен с кристаллом и функционирует как выход — возможно, это скрытая функция, о которой Intel предпочла не распространяться.

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Изображение: Ken Shirriff via righto.com

Как отмечает Ширрифф, переход Intel к многослойным керамическим корпусам с большим количеством контактов (вопреки ранней философии компании, ограничивавшей чипы 16 контактами) стал ключевым фактором, позволившим реализовать потенциал современных процессоров. 386 не только совершил революцию в многозадачности ПК, но и продемонстрировал, насколько важна упаковка чипа для его производительности.

Источник: Tomshardware.com