Col·locant el lot de silicona per a la loteria

Acabeu de comprar una nova targeta gràfica o CPU i l’heu activat al vostre ordinador. Sembla bastant genial, així que intenteu overclocking una mica. Els GHz són cada vegada més alts i sembla que teniu alguna cosa especial per a vosaltres. No ha de ser absolutament així?

Per tant, executeu Internet per compartir la vostra emoció de guanyar el premi de silicona i, en pocs articles, algú declara que el teniu. Xip envasat.

Ara, si somieu amb un enginyer passejant amb una paperera i amb orgull que tregui un bitllet daurat, hauríeu de llegir aquest explicador. Benvingut al màgic món de la fabricació de processadors i el taulell de fusta.

Neules per morir

Tots els xips, ja siguin estàndard, estan formats per discs de silici ultra-pur recoberts de metalls, aïllants i materials semiconductors Processador, expert gràfic processador o DRAMA ser memòria del sistema. Tot el procés és altament complex i les instal·lacions de fabricació van haver de construir les últimes xips en grans volums, amb un cost de milers de milions de dòlars.







Aquests discos hòstia Intel, GlobalFoundries i TSMC destrueixen milions de persones cada any. Per garantir que el producte final coincideixi amb els plans ultra precisos dels enginyers que dissenyen els xips, es necessiten eines de la més alta qualitat.

Per mantenir les coses tan perfectes com sigui possible, les zones de producció de les fàbriques estan lleugerament pressuritzades per mantenir els bacteris i les partícules de pols de l’aire fora de les habitacions. Els treballadors porten roba protectora per permetre que les cèl·lules de la pell i els cabells puguin entrar a la màquina.







Una hòstia acabada és una qüestió de bellesa i increïblement valuosa. El cost de cadascun es produiran milers de dòlarsi tot el procés de producció, des dels lingots de silicona fins al producte, té lloc des del principi fins al final. Cada xip (també es pot comprar i vendre des del disc), és molt important recuperar els diners gastats en fer-los.




Per eliminar-les, es trosseja l’hòstia amb una serra de diamant, però un percentatge raonable és totalment ferrat, ja que les estelles al llarg de la vora encara no estan completes. Es descarta qualsevol lloc entre el 5 i el 25% de l'hòstia (l'import depèn molt de la mida del xip).




La resta es reuneix en un paquet de plaques de circuits i es cobreix amb un distribuïdor de calor, possiblement per convertir-se en la CPU que coneixem.

(In) igualtat bàsica

Fem una ullada a l’últim processador Intel de la família de models Core, el més potent d’ells Core i9-10900KTé 10 nuclis i una GPU integrada.

La foto següent mostra com solem conèixer i veure aquests components de PC, però si podem recompensar l’escampador de calor i utilitzar una bateria del vehicle per sondar l’intestí del xip, tindrà un aspecte molt diferent.

CPU real És un paisatge urbà de blocs lògics, emmagatzematge SRAM, interfícies i autobusos de comunicació: hi ha milers de milions de components electrònics individuals en un sol xip, tots funcionen en harmonia síncrona.

Aquesta imatge etiquetada ressalta algunes àrees importants: l'extrem esquerre és el sistema d'E / S que conté memòria DDR4-SDRAM, PCI Express i controladors de pantalla. A més, també s’empaqueta el sistema que gestiona l’anell de comunicació per a tots els nuclis. A la interfície per a la memòria del sistema just a sobre de la secció d'E / S i a l'altra banda de la matriu, podem veure la GPU del xip gràfic integrat. Independentment del processador Intel Core que tingueu, les tres parts estaran disponibles.

Entre ells hi ha els nuclis de la CPU. Cadascuna és una còpia de l’altra, plena d’unitats per aixafar números, moure dades i predir futures instruccions. A banda i banda d’un nucli, hi ha dues cadenes de la memòria cau de nivell 3 (els nivells inferiors són profunds dins del nucli), cadascun oferint 1 MB d’emmagatzematge d’alta velocitat.

Podeu pensar que Intel fabrica una nova hòstia per a cada CPU que ven, però un sol disc 'i9-10900' generarà xips que potencialment es podrien trobar en qualsevol dels models següents:

model # Colors # Fils Rellotge bàsic Tot Core Turbo Augment ràpid Memòria cau L3 total PL1 TDP
i9-10900K 10 20 3.7 4.8 5.1 20 125
i9-10900KF 10 20 3.7 4.8 5.1 20 125
i9-10900 10 20 2.8 4.5 5.0 20 65
i9-10900F 10 20 2.8 4.5 5.0 20 65
i9-10900T 10 20 1.9 3.7 4.5 20 35
i7-10700K 8 16 3.8 4.7 5.0 16 125
i7-10700KF 8 16 3.8 4.7 5.0 16 125
i7-10700 8 16 2.9 4.6 7.7 16 65
i7-10700F 8 16 2.9 4.6 4.7 16 65
i7-10700T 8 16 2.0 3.7 4.4 16 35
i5-10600K 6 12 4.1 4.5 4.8 12 125
i5-10600K 6 12 4.1 4.5 4.8 12 125
i5-10600 6 12 3.3 4.4 4.8 12 65
i5-10600T 6 12 2.4 3.7 4.0 12 35
i5-10500 6 12 3.1 4.2 4.5 12 65
i5-10500T 6 12 2.3 3.5 3.8 12 35
i5-10400 6 12 2.9 4.0 4.3 12 65
i5-10400F 6 12 2.9 4.0 4.3 12 65
i5-10400T 6 12 2.0 3.2 3.6 12 35

El "rellotge base", mesurat en GHz, és la freqüència més baixa en què es garanteix que funciona el xip, independentment de la càrrega. "All Core Turbo" és la freqüència màxima a la qual tots els nuclis poden treballar junts, però no necessita romandre molt de temps. Hi ha alguna cosa similar per a "Turbo Boost", però només són 2 nuclis.

PL1 TDP, Nivell de potència 1 - Potència de disseny tèrmic. Quanta calor generarà la CPU mentre funciona al rellotge base sota qualsevol càrrega. Pot crear molt més que això, però pot limitar a quines velocitats funcionarà el xip i, quan s’instal·li a una placa base, els seus dissenyadors poden limitar la quantitat de potència que pot prendre el xip per evitar-ho.

La GPU està desactivada en els models que acaben en codi F; K indica que té un sistema de rellotge desbloquejat (de manera que es pot fer overclock fàcilment) i T indica poca potència. Aquests són només processadors d'escriptori: alguns seran en forma de Xeons, processadors professionals orientats al mercat, estacions de treball o servidors petits.

Així doncs, es tracta de 19 models d’un sol disseny: com i per què esdevenen tants tipus diferents?

Un món defectuós

Increïbles com les instal·lacions per fabricar xips, ni elles ni la tecnologia i els materials utilitzats són 100% perfectes. Sempre hi haurà algunes taques de detritus a nanoescala dins de la planta o dins del silici brut i els metalls utilitzats. Per molt que ho intentin, els productors no els poden fer nets i purs.

I quan intenteu crear components que només permeten veure microscopis electrònics petits d’alta potència, res no es comporta exactament com hauria de ser. Al món dels nanòmetres, el comportament quàntic es fa molt més pronunciat i el soroll aleatori i altres fallades fan tot el possible per interrompre el joc sensible de xips Jenga. Tots aquests problemes sorgeixen contra els fabricants de processadors i, per tant, es classifiquen de la següent manera: defectes.

No tots els defectes són greus: només pot fer que una determinada part del xip funcioni més calenta del que hauria de fer, però si és realment dolenta, pot ser que tota la part sigui completament innecessària. El primer que fan els fabricants és escanejar les neules.

Les màquines dedicades a resoldre aquests problemes s’utilitzen després de fabricar una hòstia, però abans de tallar-les en xips separats. Els motlles que resulten ser problemàtics o totes les hòsties estan marcats perquè es puguin deixar de banda per a una inspecció posterior.

Però fins i tot aquests passos no detectaran cap petita imperfecció i defecte, de manera que, un cop tallades les peces de silici de l’hòstia i reunides al seu paquet, cadascuna surt a proves posteriors.

No totes les escombraries emmagatzemen escombraries

Quan Intel i altres s’asseuen per comprovar la qualitat dels seus processadors, configuren els xips perquè funcionin a una tensió determinada i a una velocitat de rellotge determinada; La potència elèctrica consumida i la calor produïda es mesuren acuradament a mesura que el motlle passa per un conjunt de criteris dissenyats per ressaltar totes les seccions.

El que van trobar és que algunes fitxes funcionen com haurien de fer-ho, mentre que altres són millors o pitjors.

Alguns xips poden necessitar un voltatge més alt per ser completament estables, altres xips poden generar molta calor a l’interior i, probablement, alguns no arriben als estàndards requerits.

Es fan descobriments similars als processadors que es troben defectuosos, però abans de fer-ho, es fan comprovacions addicionals per veure quines parts del xip encara funcionen i quins bits són brossa.

El resultat és que la producció beneficiosa d’una hòstia és Cediu el pascrea una sèrie de motlles en què es poden classificar les parts de treball en funció de les freqüències de rellotge fixes, la tensió necessària i la producció de calor. El nom d’aquest procediment de seqüenciació? Bin bin.

De fet, no es llença cap motlle a grans contenidors de plàstic: la frase prové d’estadístiques on es poden dividir els números en grups anomenats divisions. Per exemple, les enquestes de població sobre la distribució per edats poden utilitzar quadres de 0 a 5 anys, 6 a 10, 11 a 16, etc.

El mateix es fa per a les hòsties i, en el nostre exemple i9-10900K, algunes caixes seran per al nombre de nuclis de treball, l'interval de freqüència de rellotge en què es fixa la CPU i la potència de calor a una hora determinada.

Suposem que un xip Core i9-10900 ha estat provat a fons i presenta alguns defectes greus, com s’ha esmentat anteriorment. Dos dels nuclis i la GPU estan danyats fins a un nivell on no poden funcionar correctament.

A continuació, Intel desactiva les seccions del capó i marca la sèrie Core i7-10700 com a xip específic per a un model F. Tot i així, cal provar-ne la velocitat, la potència i l’estabilitat del rellotge. Si el xip assoleix els objectius requerits, es manté com l’i7, però si no aconsegueix aquests objectius completament, es poden desactivar altres 2 nuclis i es pot utilitzar el motlle per a un model Core i5.

Tot i això, muntar amb estella augmenta molt el rendiment d’una hòstia, ja que es poden utilitzar i vendre més motlles.

En el cas dels processadors Core de 10a generació, Intel té un disseny d’hòsties separat per a les sèries Core i5, i3 i Pentium / Celeron. Aquests comencen com un xip de 6 nuclis i es divideixen immediatament en 2 productes bàsics.

La demanda de productes sovint pot superar la capacitat de producció, per la qual cosa s’utilitzen 10 hòsties bàsiques per ajudar a omplir les comandes. De vegades, els motlles funcionals excel·lents només tenen seccions tancades per garantir una producció adequada de les fàbriques. Això significa un joc de loteria de silicona sobre el que realment obteniu en comprar un model concret.

Tot i això, muntar amb estella augmenta molt el rendiment d’una hòstia, ja que es poden utilitzar i vendre més motlles. Sense això, les escombraries reals d’Intel es desbordarien amb restes de silici.

Les CPU no compartides no són especials?

Com molts termes informàtics, el binning de xips s’ha convertit en sinònim d’alguna cosa que no sigui el seu significat original. De vegades, les botigues en línia venen CPU personalitzades que es trien manualment com a "CPU seleccionades" (ja sigui superposades a un nivell boig o funcionant més fresc que la superfície de Plutó). La veritat és que tot les seves fitxes s’enreden només perquè ho haurien de fer.

Per descomptat, no hi ha res que impedeixi que un detallista rebutgi els seus vals comprats: CPU'lar binned-binned, ningú?

Els processadors AMD i Intel s’han de comprar de manera massiva (safates amb dotzenes, si no centenars) de xips) i podeu asseure’s amb un ordinador de prova i mirar cadascun d’ells: overclocking o baixa tensió, podeu registrar-ne la temperatura i aviat. El millor del lot es pot vendre de manera privada i el minorista els classifica amb raó com a "mil CPU". Naturalment, totes aquestes proves addicionals requereixen temps i esforç, de manera que el preu al detall del producte s’incrementa per reflectir-ho.

Aquests anomenats xips d'alguna manera són especials? Sí i no. Al vostre ordinador, telèfon, cotxe, etc. Cada xip utilitzat ha passat per algun tipus de procés de selecció. Una etapa més en la fabricació de tots els microprocessadors i xips DRAM. Això vol dir que la vostra estimada CPU o GPU que funciona de manera sorprenent o overclock com una bogeria és una altra mort d'un dels centenars de milers d'hòsties robades per les fàbriques de tot el món.

Dreceres de compres:
  • AMD Ryzen 9 3900X activat Amazon
  • AMD Ryzen 7 3700X activat Amazon
  • AMD Ryzen 9 3950X activat Amazon
  • AMD Ryzen 5 3600 obert Amazon
  • Intel Core i9-10900K activat Amazon
  • Intel Core i7-10700K activat Amazon
  • GeForce RTX 2080 Ti obert Amazon
  • GeForce RTX 2070 Super clar Amazon
  • GeForce RTX 2060 Super clar Amazon