Houve vários debates sobre os méritos de colocar chips em soquetes em vez de soldá-los diretamente na placa-mãe, o primeiro concedendo flexibilidade (a capacidade de trocar o chip por um diferente), mas incorrendo em custos extras de fabricação e, nos últimos anos, latência.
Quanto, pelo menos em uma ordem de grandeza, é o custo extra de fabricação de um chip com soquete? Idealmente, eu gostaria de saber como isso mudou nas últimas décadas, mas uma estimativa de ordem de grandeza para um ponto no tempo serviria.
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O custo é, no mínimo, o custo do conector do soquete, da montagem de compressão e de quaisquer espaçadores, parafusos e montagens relacionados para manter o dissipador de calor no lugar.
Um soquete de CPU compatível com 1156 éPE115627-4051-01Fque, dependendo da quantidade, pode sercomprei no Alibabapor algo entre US$ 0,10 e US$ 10.
Então você precisa de algum arranjo de montagem de compressão para segurar a CPU no lugar, provavelmente um ajuste de alavanca, eu provavelmente diria que está no mesmo estádio que o soquete da CPU.
Para um laptop, o dissipador de calor e os acessórios provavelmente serão iguais (ou muito semelhantes) de qualquer maneira.
Optar por um BGA em vez de um processador com soquete simplificará enormemente o design mecânico de um laptop, economizando (potencialmente) algumas centenas de horas de trabalho. Também simplificará oconstruirdo laptop, pois a CPU pode ser instalada ao mesmo tempo que todos os componentes de montagem em superfície, em vez de precisar de uma segunda operação após o próprio soquete ser soldado.
Para o fabricante, tudo isso se acumula.
Então, talvez US$ 20 por PCB para um soquete de CPU e acessórios mecânicos, então talvez outros US$ 5 a tempo de encaixar e resolver o encaixe da CPU, a um custo de US$ 0 para fazer isso usando BGA. As restrições que mantêm o dissipador de calor no lugar podem ser muito semelhantes entre os dois métodos.
Para uma série de (talvez) 10.000 placas-mãe de laptop, suspeito que usar soquetes BGA poderia significar uma economia de tempo de design na parte esférica de US$ 20.000 a US$ 50.000, com uma economia semelhante, mas provavelmente mais moderada, em peças e tempo de trabalho.
É por isso que a maioria dos laptops opta por componentes soldados. Você pode facilmente fazer diferentes variantes onde a única diferença é o PCB com muito pouco custo entre as execuções do PCB da placa-mãe. É verdade que você facilitará a configuração do processador posteriormente no processo se você optar por um soquete BGA, mas custa significativamente mais em peças e mão de obra para fazer isso dessa maneira.
Em uma placa que representa potencialmente US$ 100 em um laptop de US$ 300, economizar US$ 20 pode ser muito significativo.
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O custo de um soquete depende da contagem do sinal, da confiabilidade (e do ambiente) e de quantas vezes o chip deverá ser reinserido. O custo do soquete também depende de como os sinais saem do chip. Pense no problema geral como uma pilha de materiais, da placa ao chip. Todos os materiais respondem à temperatura, por exemplo, de maneira diferente. Existem também problemas elétricos nas conexões do soquete (impedância). À medida que a transição dos sinais é mais rápida, fica mais caro construir uma solução de soquete que atenda aos requisitos elétricos.
Você não disse se estava perguntando sobre CPUs. Queria apenas salientar que o problema é mais profundo do que se poderia esperar, uma vez que os requisitos de design não são os mesmos dos últimos 20 anos.