Athlon XPの衝撃脆弱性――フリップチップ設計の落とし穴

2000年前後、IntelとAMDが採用したフリップチップPGAパッケージは放熱性に優れていたが、露出したシリコンの脆弱性により機械的損傷のリスクが高かった。

Athlon XPプロセッサのヒートシンク取り外し時に、大きなシリコン片がヒートシンクに付着したまま剥がれてしまう現象が報告されている。シリコン片の形状から判断すると、シリコン内部に相対的に長く直線的なマイクロクラックが存在し、動作には顕著な影響を与えていなかったと考えられる。

パッケージング設計の課題

2000年頃、IntelとAMDはいずれもフリップチップPGAパッケージを採用していた。この設計は露出したシリコンに対し、ヒートシンク装着時に極めて慎重な取り扱いを要求していた。当時のプロセッサのTDP（熱設計電力）は50W付近から70～80W近くへと上昇していたため、より効果的な冷却方法が必要となり、フリップチップパッケージが選択されたのである。

後続技術の改善

その後、両社は設計方針を転換した。Intelは一部のPIII モデルでフリップチップパッケージを採用していたが、P4ラインおよびPIII-Sプロセッサではリッド付き（蓋付き）CPUに切り替えた。一方、AMDはPGA Athlonではフリップチップパッケージを使用したものの、Opteron以降では採用しなかった。

リッド付きパッケージCPUは露出シリコン設計と比べて格段に耐久性に優れており、機械的損傷の影響を受けにくい。また、Intelのピンレス設計であるLGAプロセッサも高い堅牢性を備えており、機械的損傷に対する耐性が強い。古い世代のフリップチップCPUの多くは角が欠けた状態で発見されることがあり、このパッケージング方式の脆弱性を物語っている。

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出典

OS/2 Museum「The End of an Athlon」 http://www.os2museum.com/wp/the-end-of-an-athlon/