[硬件资讯]工程爱好者在古老的惠普软盘驱动器中发现非同寻常的蓝宝石硅芯片 [复制链接]

　　Ken Shirriff是一位集成电路逆向工程爱好者，喜欢修复老式计算机和设备。在维修一个八英寸惠普软驱时，这位计算机历史学家发现了一种几乎被时代淘汰的过时制造技术。Shirriff在他的博客上解释说，这个旧软驱的接口芯片坏了。他决定对其进行解密并拍摄了照片。该芯片的基底很特别，由蓝宝石基底、硅元件和金属线路组成。 No$3"4wk  
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　　Shirriff指出，这种"蓝宝石硅"芯片部分是透明的，其设计功能是作为惠普接口总线（HP-IB）和Z80处理器之间的接口，而Z80处理器是软驱控制器的中枢。 Q
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　　蓝宝石硅基芯片是一种PHI（处理器到HP-IB接口）元件，用于惠普的各种产品，以管理接口总线和设备微处理器之间的总线协议和缓冲数据。蓝宝石衬底赋予了芯片独特的功能，Shirriff在他的文章中对此进行了详细阐述。 k'YTpO  
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　　与普通集成电路不同，芯片上的晶体管是完全隔离的，因为蓝宝石衬底是绝缘体。这意味着晶体管之间的电容减少了，从而提高了性能，并提供了对抗辐射与低阻抗短路的保护。 7=uj2.J6  
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　　由于蓝宝石硅具有天然的抗辐射硬化能力，自1963年或更早以来，包括伽利略探测器在内的航天器就开始使用蓝宝石硅结构。Shirriff将PHI芯片与70年代的其他处理器进行了比较，后者是由蓝宝石基底和纯硅基底制成的。 [UR-I0 s!/  

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　　据这位历史学家称，惠普公司1977年推出的MC2 16位处理器采用了蓝宝石硅技术，拥有10000个晶体管，运行频率为8兆赫兹，功耗仅为350毫瓦。相比之下，1978年的英特尔8086 16位CPU是在"普通"硅基板上使用NMOS而不是CMOS制造工艺实现的。该芯片有29000个晶体管，最初的运行频率为5兆赫，功耗高得多，达到了2.5瓦。 Y2TtY;  
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　　虽然蓝宝石基板在性能和功耗方面具有一定优势，但正如Shirriff的研究证实的那样，蓝宝石基板上的晶体管密度不如硅基板。此外，硅和蓝宝石之间的"晶体不相容性"也给制造带来了挑战，导致惠普的成品率只有9%。这一困难很可能对硅成为随后几年集成电路制造的首选材料起到了重要作用。 \['Cj*ek