魔法森林面膜保质期:深入剖析Mobile CPU 技术

Mobile CPU VS台式CPU
笔记本电脑专用的CPU英文称为Mobile CPU(移动CPU)，在外形尺寸和封装形式上和台式机CPU都有很大的不同。笔记本电脑的CPU除了追求良好的性能外，也注重低热量和低耗电。最早的笔记本电脑都是直接使用台式机的CPU，但是随着CPU主频的提高，笔记本电脑暴露出一些问题:狭窄的机箱无法迅速散发热量，小得可怜的电池也无法负担台式机CPU庞大的耗电。因此从1989年的16MHz 386SL起，Intel开始设计和制造笔记本电脑专用的CPU，以获得更低的耗电、更低的发热、更小的体积。
Mobile CPU的制造工艺往往比同时代的台式机CPU更加先进，因为Mobile CPU中会集成台式机CPU中不具备的电源管理技术，而且比台式机CPU先采用更细微的精度。举个例子来说，在台式机的PⅡ 400MHz还在使用0.25微米工艺和半速L2 Cache的时候，笔记本电脑的Mobile PⅡ 400MHz已经开始使用0.18微米工艺和全速L2 cache了。
Mobile CPU和台式机CPU的封装也完全不同，其主要特点是小、密、薄、特殊。
小是指Mobile CPU的外形尺寸比台式机CPU小很多，可以参见(图1)(^39050501a^)的Mobile PⅢ和台式机PⅢ的外形对比，左边的就是Mobile CPU。
密是指Mobile CPU的针脚比起台式机CPU要密得多，因此Mobile CPU需要使用专门的插座(也有的封装是直接焊在主板上的,图2)(^39050501b^)。此外Intel把它的ZIF(零插拔力)插座也移植到了笔记本电脑上，部分可升级封装的Mobile CPU能通过这种ZIF插座更换升级。
薄是指Mobile CPU的厚度比台式机CPU要薄很多，可以参见(图3)(^39050501c^)，这种FC-PGA封装的台式机PⅢ CPU已经是台式机CPU中最薄的了，但是与之对比的Micro PGA2封装Mobile PⅢ CPU还不是Mobile CPU中最薄的封装，最薄的BGA2封装因为没有针脚还要再薄上一半。
特殊是指笔记本电脑Mobile CPU的封装形式很特殊，而且在不同的年代(486、Pentium、MMX、PⅡ、PⅢ年代)，其封装形式都不同，而且互不兼容。台式机的PⅡ CPU(Slot 1封装)可以直接升级到同样封装的PⅢ，而笔记本电脑的Mobile CPU却没有这种扩展空间了。
Mobile CPU的封装及其特色
Mobile Pentium Ⅱ和Mobile Celeron Ⅱ:Mobile Pentium Ⅱ从1998年开始推出，主频包括233/266/300/333/366/400MHz 6种，大多数采用0.25微米的制造工艺，66MHz外频和512K的半速L2 Cache。不过也有例外，在过渡到Mobile Pentium Ⅲ前，Intel 推出了采用0.25微米工艺和256K全速L2 Cache的Mobile PentiumⅡ266PE/300PE/333/366，还有采用0.18微米工艺和256K全速L2 Cache的Mobile Pentium Ⅱ Mobile PentiumⅡ266*/333*/400(带*的表示低电压版本)，呵呵！很混乱是吧？还没完呢！Mobile CPU的封装形式让我给大家一一介绍吧:
MMC1和MMC2封装技术:MMC1的封装模块集成了440BX芯片组的北桥芯片，MMC1封装根据内部440BX芯片组北桥的不同，又分为PCI Set和AGP Set两种，MMC1不支持AGP显卡只能使用PCI显卡，MMC2则可以使用AGP显卡。MMC1封装的见(图4)(^39050501d^)，可以见到它自带了一个散热片，因此所有的北桥芯片和CPU都笼罩在散热片下面无法一窥庐山真面目。 Mobile PentiumⅡ系列一部分采用MMC1，另一部分采用MMC2，主要是适应原来主板接口的需要，使厂家可以继续沿用以前的主板设计。需要特别注意的是由于MMC1/MMC2 封装中只集成了芯片组的北桥，所以必须配合特定的芯片组使用，即:集成了443DX的 MMC1和集成了443BX的MMC2，就必须配合Intel的440BX芯片组的南桥而不能使用其他芯片组。从这个角度说，MMC1/MMC2的CPU灵活性比不上其它的封装形式。MMC2封装技术根据芯片型号的不同，分为PCISET(不支持AGP接口)和AGPSET(支持AGP接口)两种。MMC2封装的CPU在Dell和联宝(Compower)的笔记本电脑中应用得最为广泛。
BGA1和Micro PGA1封装技术:这两种封装的内核和芯片是完全相同的，都只是单纯的CPU，没有集成北桥芯片。两者不同之处只是BGA1封装是直接从CPU的内核引出锡球脚，采用波峰焊接技术一次性焊接在主板上(图5)(^39050501e^)，它是Mobile Pentium Ⅱ中唯一不可更换升级的封装形式；而Micro-PGA1封装则是在BGA1的底部又加上了一块绿色的电路板，把BGA1封装的锡球脚转换成针脚。
BGA2封装技术:BGA2是所有的Mobile PⅢ封装中最薄的，它也是不可更换的，在厂家装配时就一次性的用波峰焊接技术焊接在主板上，个人用户是无法将其完整的取下来的。BGA2封装和Micro PGA2封装(见下项介绍)采用的是一样的核心，只是在底部加了一个针脚转接器，就可以把BGA2封装的锡球脚转换成为可以在ZIF插座上插拔的针脚。(图6)(^39050501f^)就是安装在SONY VAIO系列笔记本电脑中的BGA2封装Mobile PⅢ CPU。大家可以和之前的BGA1封装对比，可以发现其BGA1封装的内核较大，呈长方形，而BGA2封装的内核则较小，呈正方形，这是因为BGA2封装的Mobile PⅢ采用了0.18微米制造工艺的缘故。
Micro PGA2封装技术:Micro PGA2是应用最为广泛的Mobile PⅢ封装形式，它兼顾小巧和可以升级的优势，在各种主流机型和高端机型中应用广泛，尤其国产PⅢ级的笔记本电脑几乎全部全部采用这种封装。
Mini-cartridge封装技术:这个封装在Mobile Pentium Ⅱ 400MHz后已经停产，没有再在Mobile Pentium Ⅲ中出现，而且这应该是Mobile CPU历史中时间最短的一种封装。它只被用于PⅡ366和PⅡ400中，没有被用于Mobile Celeron，mini-cartridge封装和MMC1一样，内部集成了芯片组的北桥，外部则用金属外壳封闭，只露出Mobile CPU的核心部分供厂家安装散热器。
Pentium Ⅲ-M封装技术:这是刚刚才于今年7月31日推出的新产品，采用0.13微米铜连接工艺的Tualatin核心，主频高达1.13GHz。另外有1.06GHz、1.0GHz、933MHz和866MHz主频的型号，外频也从Mobile Pentium Ⅲ的100MHz提升为133MHz，L2 Cache为全速的512K，较以前Mobile Pentium Ⅲ的256K提高了一倍。在Pentium Ⅲ-M中，除了保留Mobile Pentium Ⅲ的StepSleep技术，Intel还新增了一种称为沉睡模式(Deeper Sleep)的节电技术，能够比原来的QuickStart进一步降低能量损耗，延长电池使用时间，即使在运行应用程序的时候，也可以达到仅0.2W或者更少的耗电量。
已知的Pentium Ⅲ-M有三种封装，Intel已经公布的分别是Micro-FCPGA和Micro-FCBGA，另外一种只是简称为模块化封装，没有具体的名字。和以前Mobile Pentium Ⅲ的Micro PGA2，BGA2不同，这次Pentium Ⅲ-M的PGA和BGA封装完全相比，连线路板都不一样，见(图7)(^39050501g^)，左边的是Micro-FCBGA封装，右边的是Micro-FCPGA封装。