Графические процессоры могут проскочить этап 20 нанометров

    20-нм чипов Nvidia и AMD мы, возможно, так и не увидим. Сайт Fudzilla.com высказывается в том духе, что оба крупнейших игрока на рынке графики, Nvidia и AMD, долгое время присматривались к 20-нм технологии и в итоге сочли нецелесообразным её применение в производстве графических процессоров.

    Выход годной продукции оказался ниже нормы, а с точки зрения бизнеса проектирование и выпуск чипов с очень низким выходом годного не имеет смысла. На данный момент не стоит ожидать появления видеочипов high-end класса в 20-нм сегменте ввиду присутствия очевидных препятствий производственного плана, вследствие чего Nvidia и AMD вовсе могут проскочить 20-нм этап и сразу перейти к 16nm FinFET.


GPU на базе 16nm FinFET ждём в 2016-м году

    По прогнозам сайта Fudzilla.com, GPU на базе 16nm FinFET увидят свет в 2016-м году, и этот техпроцесс позволит создавать продукты, достойные апгрейда благодаря весьма весомой инновационной составляющей.

    Почему же Apple, кажется, не испытывает проблем с 20-нм чипами A8 и A8X? Дело в том, что процессор Apple A8 имеет теплопакет (TDP) в 2,5 Вт, а Apple A8X в сердце iPad Air 2 A8X – 4,5 Вт. Графические процессоры на базе таких ядер, как Maxwell и Hawaii (Geforce GTX 980 и Radeon R9 290X, соответственно), имеют TDP в районе 150-250 Ватт, при этом современные GPU на порядок крупнее процессора в айфоне.


Размер имеет значение!

    Площадь кристалла процессоров Apple A8 и Apple A8X составляет 89 кв. мм и более 100 кв. мм соответственно против 398 кв. мм в чипе GM204 “Maxwell” – разница более чем в 4,5 раза! Заглядывая в будущее, отметим, что одна 300-миллиметровая кремниевая пластина, произведённая с использованием 20-нм технологии, позволит вместить свыше 700 кристаллов A8. Для сравнения: «урожайность» 300-мм пластины, созданной на базе технологии 28nm High K, составляет 140 чипов GM204 с архитектурой Maxwell, а в случае с 20-нм технологией их будет ещё больше ввиду значительно меньшей площади отдельных кристаллов.

   

    Однако эти чипы с TDP 150-250 Вт совсем не то же самое, что однокристальные системы с TDP менее 5 Ватт, и можно допустить, что высокая производительность дискретных графических процессоров вкупе с их крупным размером выльется в высокие токи утечки вместе с другими проблемами. Увеличение площади кристалла в четыре с половиной раза означает гораздо больший риск возможных проблем, включая токи утечки и выход годной продукции.


Не надо печалиться: 28 нанометров живее всех живых!

    Но не всё потеряно. Вспомним о маленьком чуде, сотворённом Nvidia с 28-нм чипом GM204 “Maxwell” Почему чуде? Потому что этот GPU, содержащий 5,2 млрд транзисторов, имеет TDP всего 165 Ватт. Для сравнения: графический процессор Geforce GTX 780, созданный на базе ядра GK110 с огромной площадью кристалла, равной 561 кв. мм, содержал 7,08 млрд транзисторов и имел теплопакет 250 Ватт.

   

    Также Maxwell быстрее Kepler (по крайней мере, на данном этапе), хотя обе архитектуры используют 28-нм техпроцесс. Можно ожидать, что будущий чип AMD с кодовым именем Fiji будет обладать значительно большим к.п.д. на фоне ядра Hawaii XT, используемого в прошлогоднем Radeon R9 290X. Правда, выйдет новый чип в 2015-м году.