Изучаем сборку микросхемы оперативной памяти на примере Hynix GDDR3 SDRAM

    Для многих микросхема это черный ящик с нанесенной на нее маркировкой. Заглядываем в микросхему оперативной памяти и смотрим, что внутри. Небольшой реверс-инжиниринг в сборку. Статья для тех, кому интересна микроэлектроника и кто хочет познакомиться с ней.


    Подопытная память была снята с видеокарты GT8800 в количестве 10 штук микросхем памяти по 32МБ каждая. Внешний вид образца для изучения. С одной стороны ИМС закрыта пластиком, с другой стороны текстолит с пластиковой бороздкой.



    Удаляем верхний слой пластика. Под ним обнаруживается кристалл размером ~ 9.4 х 8 мм. Наполнителем пластика выступают стеклянные шарики приблизительно одного диаметра.



    Кристалл перевернут, и топология находится с обратной стороны кристалла. Сам кристалл посажен на светло-коричневый компаунд. Он очень похож на силиконовый герметик, только более упругий. Удаляем пластиковую бороздку с обратной стороны кристалла.



    В бороздке скрывается проволочная разварка, которая честно выполнена золотой проволокой. Интересным решением является расположение контактных площадок посередине кристалла. Это сделано скорее всего из-за того, что кристалл перевернут, и поэтому разваривать его на текстолит с площадками по периметру было бы сложнее – требовалось бы больше вырезов на текстолите. Есть память, в которой кристалл припаивается на микрошары, и такая память работает на бОльших частотах. У такой памяти отсутствует пластиковая бороздка снизу, наличие которой указывает на скрытую там проволочную разварку.



    По размерам толщины кристалла и текстолита составляют порядка 250мкм соответственно. Сломать такой кристалл очень легко, поэтому съем кристалла проходил долго, сложно, нервно и получился далеко не с первого раза. Хорошо, что память была не в единичном экземпляре.
    Снятый кристалл очищаем от компаунда (герметика).



    Перед нами верхняя топология кристалла объемом 32 МБ. Топология памяти является повторяющейся. В ней можно видеть много одинаковых повторяющихся прямоугольных областей разного размера. Топология как будто зеркалирована по горизонтали и вертикали.



    Если приблизиться в одну из таких прямоугольных область, то в ней можно видеть еще одинаковые квадратные блоки. Приближение 40Х.



    Организация памяти из датащита. Память представляет собой массивы массивов. В ней строки и столбцы объединяются в банки памяти, а они в свою очередь образовывают массивы банок. Это все повторяющиеся структуры.
    Массивы объединяются шинами, по которым доставляется напряжение питания и данные. Приближение 400Х. Кликабельно.



    Проводить дальнейший анализ топологии мне не позволяет оборудование и знания. Но где-то там, в глубине слоев располагаются миллионы микроскопических конденсаторов и транзисторов. Приближение 400Х. Кликабельно.




    Ячейка оперативной памяти DRAM. Состоит из транзистора и конденсатора.

    Вывод: Кристаллы оперативной памяти довольно большие по площади, и это относится ко всей SDRAM памяти, от DDR1 до DDR6, а это съедает кремниевый бюджет пластины и играет не последнюю роль в формировании её стоимости. Спасибо инженерам за максимальное удешевление сборки – применение текстолита, пластика и т.д. Объемы памяти также впечатляют. Сейчас никого не удивить гигабайтами памяти – мы к этому привыкли.
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 18

      +5
      А теперь соберите его обратно ;)
        +4
        RAM память в России предлагает Ангстрем — там объем идет на десятки килобайт!
        Только не надо сравнивать напрямую. У ангстрема память статическая категории ВП -60+85 и со стойкостью к спецфакторам. Чтобы не в контру на ПК играть, а чтобы в ракете работала.
          +1
          Более того, вот уже четыре года назад BarsMonster вскрывал микроновский чип в двумя мегабитами статической памяти на борту. С шестью транзисторами в каждой ячейке.
            0
            Речь в статье идет о памяти DDR SDRAM, а у Ангстрема другой тип памяти. В общем это было лишним в статье. Убрал.
            +2
            Мне всегда было интересно, но лень добираться до спецификаций — в чем отличие памяти класса gddr* от обычной ddr*?
              0
                0
                Непонятно… gddr можно использовать вместо обычной, раз она лучше и быстрее?
                  0
                  Можно, так делают консоли ps4 и nintendo switch как минимум
                    +1
                    А на обычную планку в обычный комп? Там напряжение другое или тайминги не подобрать?
                    0
                    Нужна поддержка GDDR со стороны контроллера памяти. Десктопные/серверные центральные процессоры ей не обладают. Она есть только у графических процессоров и у некоторых APU.
                      0
                      Ну вот и спрашивают в чём отличие? Тайминги, напряжения, адресация… Даже на английской вики не видно…
                        0
                        Основное отличие GDDR от DDR — два канала доступа у каждой микросхемы. Для графической памяти типичный сценарий, когда с ней работает несколько «потребителей» — с одной стороны подгружается текстурка из основной памяти, с другой её же тянет GPU.
                          0
                          Там написано, что архитектура доступа другая каждый чип имеет свой канал до процессора
                  +2
                  Всегда пугала сложность всего этого, я не представляю как такое можно создать. На схеме все просто, а воплотить это на кристалле и вытравить на столько тонкие дороги — это просто невероятно. Про процессоры вообще даже думать не хочу :)

                  Спасибо за статью, всегда интересно посмотреть электронику под микроскопом
                    0
                    В Intel вроде бы проектировщики пользовались масштабными моделями для верификации процессоров, т.е. буквально проходили процессор ногами.
                      +1

                      В каком десятилетии?

                        0
                        В семидесятых. Сейчас без САПР такое, разумеется, не делается.
                    +3

                    "Организация памяти из датащита."
                    это всё, конечно, моё воображение, но я это вижу как-то так:
                    шит (sheet) — лист
                    щит (shit) — какашки

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое