Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

TSMC, half-nodes a 40nm fiasko

TSMC wafer
... aneb jak Intel přejmenoval výrobní proces. Dříve bylo zvykem, že se marketing opíral o stávající vlastnosti produktu a snažil se je zatraktivnit v očích zákazníka. V současnosti je vcelku běžné ovlivnit i vlastnosti produktu, podle kterých si zákazník vybírá. Většinu z toho ale už zákazníci prokoukli a díky slušnému technologickému přehledu už poznají, když je někdo tahá za nos. A tak není divu, že výrobci postupují na další level a začínají přejmenovávat i samotné výrobní procesy. První vlaštovkou bylo TSMC se svým 40nm procesem, nyní se přidal i Intel.

Kapitoly článků

2.  TSMC, half-nodes a 40nm fiasko

Vraťme se k TSMC, kterou jsme naťukli už v úvodu. Asi jste zaznamenali, že TSMC (ale i řada dalších výrobců) nabízí většinu procesů v různých verzích, které se liší především cenou, spotřebou, dosažitelnou frekvencí a denzitou. To platí i pro TSMC. Dlouhá léta držela tradici rychlého (a dražšího) SOI procesu, kterým se vyráběly hlavně procesory, a pak levnější (a asi o 10-15% pomalejší) bulk proces vhodný pro grafické čipy (později pak přibyly ještě low-power „LP“ varianty, ale ty zatím nechme). Právě bulkový proces byl pro TSMC klíčový a díky jedné specialitě, kterou kdysi žádný jiný výrobce nenabízel, se TSMC stala hlavním producentem grafických čipů na světě.

Chang Morris CEO TSMC
Chang Morris, CEO TSMC

Zmíněnou specialitou byly tzv. „half-nodes“, výrobní půlkroky. Zatímco ostatní výrobci uvedli 250nm proces a roky, po které se pachtili s přípravou 180nm a nemohli nabídnout nic jiného, TSMC „starý“ proces mírně vylepšila a uvedla jako 220nm. Tak to dělala po dlouhá léta, až k sobě stáhla všechny významnější zákazníky grafického průmyslu (ze kterých dnes zbyla Nvidia a - tehdy - ATI, dnes už součást AMD). Především half-nodes jako 150nm, 110nm, ale i 80 a 55nm byly velice úspěšné a obě strany na nich vydělaly nemalé peníze.

TSMC roadmap 40nm 45nm

Když došlo na 45nm (bulk) proces, zaznamenala TSMC problémy s jeho přípravami a s oficiálním odůvodněním „rozdíl mezi 45 a 40nm je tak malý, že 45nm přeskočíme“ došlo pouze na přejmenování a problémy se řešily dál. Tak se ze 45nm bulk stal 40nm bulk. Protože takový přístup není právě košer, měl výrobce přichystaný jeden jakýs-takýs argument: 40nm bulk proces (ve skutečnosti 45nm bulk) dosahuje vyšší denzity, než 45nm low-power proces, a proto si lepší označení zaslouží. Takový argument ve srovnání s konkurencí příliš neobstojí, denzita 45nm procesu TSMC je nižší než u většiny konkurentů a s přihlédnutím ke grafům Davida Kantera je možné, že například 45nm SOI proces od IBM je na tom lépe, než „40nm“ bulk od TSMC.

Kromě přejmenování způsobila TSMC zmatek i v zažitém značení, protože to, co bylo z hlediska ostatních výrobců vnímáno jako half-node (půlkrok) byl pro TSMC full-node (hlavní výrobní proces). Situaci to komplikuje hlavně kvůli tomu, že se obojí liší vlastnostmi a použitelností. Half-nodes byly typicky levnější, ale dosahovaly nižších frekvencí a nepodporovaly nejnovější technologie (např. rozdíl v implementaci low-K dielektrika u 130/110 nm), kdežto full-nodes byly dražší, rychlejší a výrobci je obvykle využívali pro klíčové produkty.

TSMC wafer

Taková změna výrazně nabourala roadmapy obou výrobců grafických čipů, následky jsou patrné dodnes. Vyplývá to nejen z projektování čipů pro určitý cílený rozměr (a tím i cenu), ale také absenci toho, co známe pod názvem „die-shrink“. Die-shrink (ve správném významu) znamená přechod čipu za full-node na half-node. Většinu funkčních bloků čipu stačilo jen opticky zmenšit bez potřeby celkového přepracování (které je jinak třeba) a výrobci, kteří byli na tento postup po léta zvyklí, s ním počítali ve svých strategiích (například navrhli rozměry grafického čipu tak, aby jeho die-shrink, který plánovali uvést na trh později, měl ještě dostatečné rozměry pro zachování plné šířky sběrnice a mohl na trhu svého předchůdce efektivně nahradit).

Byť se důvody TSMC od důvodů Intelu liší (což je dáno odlišným obchodním modelem obou výrobců), je výsledek v podstatě stejný a neradostný. Ostatním výrobcům nezbyde než přijít s více či méně podobnou strategií. A tak je možná jen otázkou času, kdy při výběru procesoru budeme muset mít na paměti, že ten nový 10 nanometrový vlastně není o nic lepší než starý 12 nanometrový, protože tentokrát výrobce nevyvíjel, ale přejmenovával.

Kapitoly článků
2.  TSMC, half-nodes a 40nm fiasko

Diskuse ke článku Zázraky Intelu: 14nm proces z 16nm přes noc

Sobota, 28 Květen 2011 - 19:37 | David Ježek | právě proto jsme u tohoto článku nad použitím...
Sobota, 28 Květen 2011 - 10:43 | no-X | O souvislostech s pravidly návrhu ve článku není...
Sobota, 28 Květen 2011 - 10:01 | Paxan | Ale pokud to je kvůli návrhu čipu a funkčnosti,...
Pátek, 27 Květen 2011 - 22:34 | ptipi | Ne moc velký rozdíl, ale ano. Každopádně pokud...
Pátek, 27 Květen 2011 - 21:36 | Hkr ptr | Popravdě chtěl jsem reagovat stejně jako jnd,...
Pátek, 27 Květen 2011 - 21:25 | tslany | Obzvlášť na jeho grafy :-)
Pátek, 27 Květen 2011 - 18:31 | no-X | Na WIFTa nemá nikdo ;-)
Pátek, 27 Květen 2011 - 18:30 | no-X | Tak tam konkrétně psal "pokud vím",...
Pátek, 27 Květen 2011 - 18:13 | ptipi | Psal jsem o tom, že byla hotová pravidla návrhu...
Pátek, 27 Květen 2011 - 14:46 | no-X | Arunova domněnka je vztah mezi přejmenováním a...

Zobrazit diskusi