Temuan Chip Silicon-on-Sapphire yang Langka di dalam Drive Floppy HP Kuno



TL;DR
  • Ken Shirriff menemukan teknologi silicon-on-sapphire dalam drive floppy HP kuno.
  • Chip tersebut memiliki substrat safir yang unik, berfungsi sebagai isolator transistor.
  • Teknologi silicon-on-sapphire telah digunakan sejak tahun 1963, termasuk dalam wahana antariksa.
Temuan Chip Silicon-on-Sapphire yang Langka di dalam Drive Floppy HP Kuno - the image via: techspot - pibitek.biz - Teknologi

the image via: techspot


336-280

pibitek.biz - Seorang penggemar rekayasa balik IC, Ken Shirriff, menemukan teknologi manufaktur kuno yang hampir hilang saat memperbaiki drive floppy HP berukuran 8 inci. Drive floppy tersebut mengalami kerusakan pada chip antarmuka, yang kemudian diungkap oleh Shirriff di blognya. Ia memutuskan untuk membuka lapisan atas chip dan mengambil foto-foto.

Chip tersebut memiliki substrat yang tidak lazim, terdiri dari dasar safir dengan elemen-elemen silikon dan kawat logam di bagian atasnya. Chip "silicon-on-sapphire" ini sebagian transparan dan dirancang untuk berfungsi sebagai antarmuka antara bus antarmuka HP (HP-IB) dan prosesor Z80, yang bertindak sebagai pusat kontroler drive floppy. Chip silicon-on-sapphire merupakan komponen PHI (Processor-to-HP-IB Interface) yang digunakan dalam berbagai produk HP untuk mengelola protokol bus dan mem-buffer data antara bus antarmuka dan mikroprosesor perangkat.

Substrat safir memberikan chip ini dengan kemampuan unik, yang dijelaskan lebih lanjut oleh Shirriff dalam tulisannya. Berbeda dengan sirkuit terpadu biasa, transistor pada chip ini sepenuhnya terisolasi karena substrat safir berfungsi sebagai isolator. Hal ini berarti adanya kapasitansi yang lebih rendah antara transistor, meningkatkan kinerja dan memberikan perlindungan terhadap radiasi atau hubung singkat impedansi rendah.

Teknologi silicon-on-sapphire telah digunakan sejak tahun 1963 atau lebih awal, termasuk dalam wahana antariksa seperti sonda Galileo, berkat kemampuannya yang alami untuk menguatkan diri terhadap radiasi. Shirriff membandingkan chip PHI dengan prosesor lain dari tahun 70-an, yang dibuat dari substrat silicon-on-sapphire dan silicon biasa. Prosesor MC2 16-bit milik HP dari tahun 1977 menggunakan teknologi silicon-on-sapphire dan memiliki 10.000 transistor, berjalan pada 8 megahertz dengan konsumsi daya hanya 350 mW.

Dalam perbandingan, prosesor 16-bit Intel 8086 dari tahun 1978 diimplementasikan pada substrat silikon "biasa" menggunakan proses manufaktur NMOS bukan CMOS. Chip ini memiliki 29.000 transistor, berjalan pada 5 megahertz awalnya, dan mengonsumsi hingga 2,5 watt daya. Meskipun substrat silicon-on-sapphire memberikan beberapa keunggulan dalam hal kinerja dan konsumsi daya, seperti yang dikonfirmasi oleh pemeriksaan Shirriff, mereka tidak sepadat dengan transistor seperti chip silicon biasa. Selain itu, "ketidakcocokan kristal" antara silicon dan safir membuat proses manufaktur menjadi sulit, mengakibatkan yield sembilan persen untuk HP.