Теги → 14lpp
Быстрый переход

Планы AMD по выпуску GPU: Vega, Navi, EUV и отказ от услуг TSMC

В дополнение к планам по выпуску центральных процессоров корпорация Advanced Micro Devices раскрыла некоторые подробности о своих намерениях на рынке графических чипов. Судя по всему, в ближайшие несколько лет AMD планирует представлять новую графическую архитектуру раз в 1,5–2 года, а также отказаться от услуг главного производителя Radeon до последнего времени — TSMC.

Разработчики GPU традиционно раскрывают о своих микросхемах ещё меньше информации, чем создатели CPU и других микросхем. В этой связи нет ничего удивительного в том, что ключевой слайд о GPU разработки Advanced Micro Devices на ближайшие годы фактически ограничивается наименованиями трёх микроархитектур, а также упоминаниями четырёх технологических процессов, которые будут использованы для изготовления новых GPU. Впрочем, это не значит, что планы AMD неясны хотя бы в общих чертах.

Перспективный план AMD в области графических архитектур и технологических процессов

Перспективный план AMD в области графических архитектур и технологических процессов

GlobalFoundries для CPU и GPU

Переход на технологические процессы с транзисторами FinFET (14LPP, CLN16FF+) дал возможность AMD и NVIDIA существенно увеличить транзисторные бюджеты графических процессоров, тем самым радикально подняв их производительность. При переходе на FinFET AMD пошла ещё на один важный шаг: отказалась от услуг TSMC по производству GPU: все микросхемы Polaris и Vega производятся исключительно GlobalFoundries. Таким образом AMD сокращает многолетнее сотрудничество с TSMC в области дискретных GPU, которое началось ещё в прошлом веке.

Решение перевести производство графических процессоров на GlobalFoundries является стратегическим и продиктовано желанием своевременно и относительно дёшево встраивать GPU последнего поколения в процессоры, которые исторически производятся этой компанией. Именно благодаря тому, что дискретные чипы Vega изготавливаются на GloFo, GPU на базе архитектуры Vega могли быть встроены в процессоры AMD Ryzen Mobile (Raven Ridge) — команде, которая занималась проектированием данной микросхемы, требовалось взять уже готовые оптимизированные под 14LPP GPU-блоки у Radeon Technologies Group (GPU-команды).

В ближайшие годы и другие дискретные GPU разработки AMD также будут производиться GlobalFoundries, а ядра на базе их архитектур — своевременно встраиваться в гибридные процессоры, что призвано увеличить конкурентоспособность последних.

AMD Radeon Vega Frontier Edition

AMD Radeon Vega Frontier Edition

Перевод производства GPU на GlobalFoundries имеет и оборотную сторону. Дело в том, что GlobalFoundries не имеет исторического опыта производства огромных микросхем, а лицензированный у Samsung технологический процесс 14LPP был разработан для мобильных систем на кристалле площадью 100–150 мм2, но не «больших» GPU, чья площадь превышает 600 мм2. Мы не знаем, как был доработан техпроцесс GF 14LPP+ и создавались ли будущие 7-нм DUV и 7-нм EUV с прицелом на «большие» GPU (скорее всего, это так — в их разработке принимали участие инженеры IBM Microelectronics с обширным опытом производства гигантских микросхем), но весьма вероятно что при проектировании «большого» Vega (14LPP) компания AMD была несколько ограничена в том, что касается размеров ядра.

Vega, Navi и Next Gen

Как уже известно, в ближайшее время компания AMD выпустит целый ряд продуктов на базе графического процессора на основе архитектуры Vega для профессионального и бытового применения. Данный GPU c 4096 потоковыми процессорами и производительностью на уровне 12–13 FP32 TFLOPS будет изготовляться на мощностях GlobalFoundries с использованием технологического процесса 14LPP, того, который уже используется для изготовления CPU и GPU. Этот GPU не станет единственным в семействе Vega — чуть позже AMD представит по меньшей мере ещё один процессор, выполненный по улучшенной технологии 14LPP+, доработанной GlobalFoundries. В настоящее время мы не знаем, когда именно появятся процессоры Vega 14nm+ и на какие сегменты рынка они будут рассчитаны, но, судя по всему, речь идёт о ближайших кварталах (крайний срок — первая половина 2018 года).

AMD Radeon RX Vega против AMD Radeon R9 Fury

AMD Radeon Vega Frontier Edition против AMD Radeon R9 Fury X

Следующей графической архитектурой AMD после Vega станет Navi, GPU на базе которой будут производится по технологии 7 нм. Сам по себе переход на техпроцесс 7 нм позволит AMD увеличить плотность транзисторов в два раза, снизить энергопотребление на 60 % (при одинаковой тактовой частоте и сложности) или же увеличить частоту на 30 % (при одинаковом энергопотреблении и сложности). Как именно AMD воспользуется транзисторным бюджетом мы не знаем, но логично ожидать, что новая технология производства даст возможность существенно увеличить производительность GPU для разных сегментов рынка. Ко всему прочему, мы помним, что в случае с Navi AMD обещала использование нового типа памяти (или новых типов памяти?), что в очередной раз призвано увеличить производительность.

На пути к Navi

На пути к Navi

Учитывая, что в случае с Navi компания AMD обещала два ключевых нововведения: масштабируемость и использование новой памяти, логично предположить, что архитектурно Navi будет напоминать GCN, став её шестым поколением. Что касается времени появления Navi на рынке, то это вторая половина 2018 года (оптимистичный сценарий), когда GlobalFoundries будет готова начать массовое производство микросхем по технологии 7 нм первого поколения.

В Advanced Micro Devices пока не придумали наименования для последователя Navi в архитектурном плане, а потому GPU на базе данной архитектуры сейчас называются Next Gen (следующее поколение). Мы не знаем, означает ли это отход от концепции GCN, или же речь о чём-то ещё. Единственное, что говорит AMD о новой архитектуре, так это то, что GPU на её основе будут изготовляться при помощи второго поколения 7-нм техпроцесса GlobalFoundries с применением EUV. Какие практические преимущества EUV принесёт во второй половине 2019 – первой половине 2020 года помимо сокращения времени производственного цикла и возможного увеличения выхода годных кристаллов, пока не известно. Потому от Next Gen следует ожидать того же, чего мы ожидаем от всех новых GPU в первую очередь: увеличения производительности на ватт.

AMD: Первые процессоры Zen для настольных ПК появятся в начале 2017 года

Корпорация Advanced Micro Devices определилась со временем анонса процессоров на базе микроархитектуры следующего поколения — AMD Zen. Согласно заявлению Лизы Су (Lisa Su), исполнительного директора AMD, компания работает с партнёрами, чтобы представить процессоры Summit Ridge для настольных ПК в начале 2017 года. Таким образом, несмотря на первоначальные ожидания, первые представители семейства Zen не появится на рынке в этом квартале.

«Мы работаем в тесном сотрудничестве с нашими партнёрами и клиентами над тем, чтобы выпустить первые процессоры Zen в начале 2017 года», — сказала Лиза Су в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками.

AMD Zen: Ключевые инновации

AMD Zen: ключевые инновации

Согласно неофициально обнародованным планам AMD от начала 2015 года (которые прямо или косвенно подтверждались представителями компании), Advanced Micro Devices планировала представить процессоры для настольных ПК на базе микроархитектуры Zen в октябре 2016 года. С тех пор компания несколько изменила свои планы и перенесла анонс новых CPU на первый квартал 2017 года. Поскольку речь идёт о полностью новых процессорах и «утёкших» перспективных планах, в AMD не комментируют причину задержек. Обычно переносы времени выхода на рынок происходят вследствие неготовности инфраструктуры (материнских плат, систем охлаждения и другого оборудования от сторонних производителей), низкого уровня выхода годных кристаллов, неудовлетворительной производительности изделий (что маловероятно, принимая во внимание оптимизм AMD) или в связи с наличием на складах устройств предыдущих поколений. Принимая во внимание сложность выпуска принципиально новой продукции, AMD могла столкнуться с комбинацией причин, которые и повлияли на решение.

Интересно отметить, что исполнительный директор AMD ожидает увеличения продаж как графических, так и центральных процессоров в четвёртом квартале этого года. При этом госпожа Су отметила, что среди продаваемых в ближайшие пару месяцев CPU не будет процессоров Summit Ridge на базе Zen. Таким образом, массовые поставки новейших микросхем AMD начнутся лишь в первом квартале следующего года, а потому вопрос о массовой доступности новинок сразу после формального анонса остаётся открытым.

AMD Zen: Большая производительность при меньшем энергопотреблении

AMD Zen: бóльшая производительность при меньшем энергопотреблении

Госпожа Су ожидает, что CPU семейства Summit Ridge будут конкурентоспособны против Intel Core i5 и Intel Core i7 и при этом будут пользоваться повышенным спросом. Следовательно, глава AMD в очередной раз подтвердила, что модельный ряд Summit Ridge будет довольно широким и будет соперничать как с четырёхъядерными процессорами Core i5 (i5-6600K, i5-7600K), так и с более дорогими Core i7, некоторые из которых имеют шесть (i7-5820K/5930K, i7-6850K), восемь (i7-5960X, i7-6900K) и даже десять (i7-6950X) ядер.

«Воодушевление наших клиентов по поводу процессоров Summit Ridge для настольных ПК растёт по мере того, как мы успешно прошли ряд важных инженерных и бизнес-этапов [подготовки к анонсу] в прошедшем квартале», — сказала глава AMD. «Мы считаем, что у нас будет очень конкурентоспособный продукт для $4-млрд рынка высокопроизводительных процессоров для настольных ПК».

Блок схема CPU комплекса AMD Zen: четыре ядра, 2 Мбайт кеша L2, 8 Мбайт кеша L3

Блок-схема CPU комплекса AMD Zen: четыре ядра, 2 Мбайт кеша L2, 8 Мбайт кеша L3

По данным AMD, процессоры Summit Ridge для настольных ПК будут иметь от четырёх до восьми x86-ядер с технологией многопоточности, улучшенную систему кеширования, усовершенствованные блоки предсказания переходов, двухканальный контроллер памяти DDR4 и ряд других нововведений. Согласно ожиданиям AMD, ядра на основе микроархитектуры Zen смогут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами на базе архитектуры поколения Excavator. Что касается новой платформы AMD для настольных ПК, то Summit Ridge (Zen), Bristol Ridge (Excavator) и Stoney Ridge (Excavator) будут использовать унифицированный сокет AM4 и соответствующие материнские платы. Платформа AM4 будет использовать различные версии набора логики Promontory, которые обеспечат поддержку PCI Express 3.0, NVMe, SATA Express, USB 3.1 и т. д.

AMD: Мы начнём «ограниченные» поставки процессоров Zen в конце четвёртого квартала

В ходе ежеквартальной отчётной телеконференции Advanced Micro Devices сообщила о прогрессе разработки процессоров на базе микроархитектуры Zen. В целом, компания довольна производительностью новых CPU и говорит, что начнёт ограниченные коммерческие поставки процессоров для настольных ПК в конце четвёртого квартала этого года. Тем не менее, массовые поставки новых микросхем начнутся лишь в первом квартале 2017 года.

Микросхема AMD

Микросхема AMD

«Мы сосредоточены на запуске серверных процессоров [на базе микроархитектуры Zen] в первой половине 2017 года, но версии для настольных ПК появятся раньше», — сказала Лиза Су (Lisa Su), исполнительный директор AMD, в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «Что касается настоящей массовой доступности [этих чипов], то она ожидается в первом квартале 2017 года. Мы можем поставить некоторое ограниченное количество процессоров в конце четвёртого квартала 2016 года, что будет зависеть от готовности CPU и наших клиентов».

Согласно ранее озвученной официальной и неофициальной информации, корпорация AMD планировала начать поставки первых процессоров на основе микроархитектуры Zen в октябре 2016 года. Судя по всему, компания скорректировала свои планы, в результате чего объёмы поставок новых CPU в этом году будут крайне незначительными. На практике это может означать, что лишь некоторые производители ПК смогут получить новые CPU для производства готовых систем, тогда как количество микросхем в рознице будет ограниченным. В настоящий момент не известно, чем обусловлены малые объёмы поставок процессоров на базе Zen в этом году, но дело может заключаться как в выходе годных микросхем с требуемыми характеристиками (интегральные схемы Summit Ridge будут производится по технологическому процессу 14 нм второго поколения (14LPP) компании GlobalFoundries), так и в неготовности инфраструктуры.

AMD Zen: Основные преимущества

AMD Zen: основные преимущества

По предварительным данным, процессоры Summit Ridge будут иметь от четырёх до восьми вычислительных ядер с технологией многопоточности, новую систему кеширования, двухканальный контроллер памяти DDR4 и другие улучшения. AMD обещает, что процессоры на базе микроархитектуры Zen смогут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами на базе архитектуры текущего поколения Excavator. В настоящее время компания AMD довольна производительностью процессоров поколения Zen и считает, что они подойдут для высокопроизводительных настольных ПК, которыми пользуются энтузиасты.

«Я считаю, что процессоры Zen для настольных ПК хорошо подойдут для сегмента высокопроизводительных ПК для энтузиастов», — сказала госпожа Су. «Мы хорошо знаем этот сегмент».

Учитывая твёрдое намерение AMD вернуться в сегмент мощных настольных компьютеров, в начале жизненного цикла первого поколения процессоров Zen компания постарается сосредоточиться на поставках наиболее быстрых и дорогих CPU с максимальным количеством ядер и наиболее высокими тактовыми частотами. Весьма вероятно, что старшие настольные процессоры на базе Zen с шестью или восемью ядрами будут позиционироваться как конкуренты членам семейства Intel Core i7 Extreme (i7-5800/5900/6800/6900), тогда как чипы с меньшими частотами и меньшим количеством ядер будут соперниками для четырёхъядерных Intel Core i7/Core i5 поколений Skylake-S и Kaby Lake-S.

Процессорный разъём AM4: Один для всех

Процессорный разъём AM4: один для всех

Некоторое время назад AMD официально подтвердила, что все выходящие в ближайшее время процессоры для настольных ПК — Summit Ridge (Zen), Bristol Ridge (Excavator) и Stoney Ridge (Excavator) — будут использовать унифицированное гнездо AM4 и похожие материнские платы. Платформа AM4 будет базироваться на различных версиях набора логики Promontory, которые будут поддерживать технологии вроде PCI Express 3.0, NVMe, SATA Express и т. д. Потенциально унификация платформ может сделать системы на базе Zen доступнее. Однако на практике это означает, что первое поколение материнских плат AM4 будет предназначено в первую очередь для недорогих Bristol Ridge и Stoney Ridge, поскольку именно они будут массово поставляться сборщикам ПК и в канал продаж. Разумеется, крупнейшие производители системных плат выпустят дорогие решения c гнездом AM4 для процессоров поколения Zen к моменту их появления на рынке. Однако количество моделей также может быть ограниченным.

Хотя ситуация с массовой доступностью процессоров Zen в этом году кажется неопределённой, AMD уверяет, что уже в начале следующего всё наладится, что является хорошей новостью. Кроме того, компания подтвердила, что работает над гибридным процессором на базе Zen для ноутбуков (судя по всему, речь идёт о микросхеме известной как Raven Ridge), который также появится в 2017 году.

«Ожидайте выход версии Zen для ноутбуков с интегрированным графическим ядром в 2017 году, работы ведутся», — заявила глава AMD.

AMD поставит образцы CPU на базе микроархитектуры Zen в этом квартале

Корпорация Advanced Micro Devices планирует поставить образцы процессоров на базе микроархитектуры Zen ряду клиентов уже в текущем квартале. В компании не указывают принадлежность устройств, однако сам анонс говорит о том, что AMD располагает работающими CPU на базе микроархитектуры Zen.

«Мы довольны прогрессом Zen», — сказала Лиза Су (Lisa Su), исполнительный директор и президент AMD, в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «Очевидно, что существует множество инженерных этапов, которые требуется пройти, но ключевым фактом является то, что мы поставим [образцы изделий] нашим приоритетным клиентам во втором квартале».

Ожидаемая относительная производительность CPU на базе Zen

Ожидаемая относительная производительность CPU на базе Zen

Согласно заявлению госпожи Су от июня 2015 года (касающихся отправки цифрового проекта неизвестного CPU на основе FinFET-транзисторов производителю), компания должна была получить образцы осенью прошлого года. AMD подтвердила наличие работающих процессоров на базе микроархитектуры Zen в октябре. Кроме того, в октябре AMD и GlobalFoundries раскрыли тот факт, что эти устройства производятся по технологии 14 LPP.

Если верить неофициальным данным, раскрытым одним из китайских сайтов в середине прошлого года, образцы CPU на базе микроархитектуры Zen в статусе ES (enginering sample) должны были быть получены клиентами AMD в апреле этого года. Лиза Су подтвердила факт поставки клиентам (косвенно подтвердив наличие работающих CPU на основе Zen в лабораториях компании). Вопрос о статусе процессоров на базе микроархитектуры Zen, которые были отправлены клиентам AMD, остался без ответа в пятницу.

Некоторые особенности микроархитектуры AMD Zen

Некоторые особенности микроархитектуры AMD Zen

«С точки зрения рынков, к которым мы собираемся обратиться [c CPU на базе Zen], мы считаем, что [микроархитектура] Zen принесёт пользу [для серверов]», — сказала госпожа Су. «Мы будем продолжать работать с OEM и ODM-производителями, чтобы гарантировать, что они имеют [работающие материнские платы] для нашей продукции».

Согласно неофициальным данным, первые процессоры на базе микроархитектуры Zen имеют восемь ядер и двухканальный контроллер памяти DDR4. Серверные модели могут иметь большее количество ядер и интерфейсов работы с памятью.

AMD: Первые контракты на поставку процессоров Opteron на базе Zen уже подписаны

Серверные процессоры AMD Opteron на базе микроархитектуры Zen массово появятся на рынке лишь через год. Однако корпорация Advanced Micro Devices уже успела подписать как минимум один контракт на поставку подобных микросхем с неназванной компанией. Судя по всему, производительность следующего поколения Opteron достаточно высока для того, чтобы заинтересовать определённых клиентов AMD.

Хотя AMD не делает тайну из своих планов, компания крайне осторожно относится к раскрытию подробностей о своих будущих продуктах. Достоверно известно, что новые процессоры Opteron будут включать в себя множество ядер Zen с технологией многопоточных вычислений, смогут похвастаться серьёзно увеличенной пропускной способностью памяти, встроенной системой контроллеров ввода/вывода, технологиями безопасности и другими новациями. Кроме того, архитектура процессоров Opteron следующего поколения даст возможность AMD создавать серверные микросхемы по заказу клиентов, что особенно важно для владельцев крупных облачных центров обработки данных (таких компаний, как Amazon Web Services, Facebook, Google и т. д.), которые предпочитают самостоятельно проектировать свои серверы.

Перспективные планы AMD в области создания решений для ЦОД

Перспективные планы AMD в области создания решений для ЦОД

Некоторое время назад компания AMD немного поменяла свои планы, сдвинув массовые поставки серверных процессоров на базе микроархитектуры Zen с конца 2016 года на 2017-й. До появления новых Opteron на рынке остаётся примерно год, поэтому неудивительно, что как производители серверов, так и операторы крупных центров обработки данных (ЦОД) уже некоторое время работают над созданием машин на базе этих центральных процессорных устройств. В AMD говорят, что разработка платформ под Opteron следующего поколения третьими компаниями началась очень давно. Более того, как минимум одна компания уже подписала договор на поставку процессоров, что может означать фактическую готовность её платформы.

«Мы очень рано занялись разработкой платформ под процессоры Zen совместно с крупными серверными производителями и провайдерами облачных услуг», — сказала Лиза Су (Lisa Su), президент и исполнительный директор AMD, в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «Мы закрыли первую сделку на [поставки процессоров AMD Opteron на базе микроархитектуры Zen], мы очень тесно работаем с OEM-партнерами, чтобы убедиться, что [финальная стадия разработки] их платформ происходит одновременно с нашими собственными испытаниями и тестированием».

Серверы Dell PowerEdge

Серверы Dell PowerEdge

Руководитель AMD не указала, был ли подписан контракт на поставку с производителем серверов, или же речь идёт о договоре с одним из крупных операторов ЦОД. Кроме того, не ясно, идёт ли речь о стандартном процессоре Opteron, или же микросхеме, созданной под заказ.

AMD акцентирует внимание на том, что разработка серверных процессоров и платформ следующего поколения проходит по плану, а компания начнёт массовые поставки Opteron следующего поколения в 2017 году. Кроме того, компания заявляет, что готова подписать ещё ряд договоров на поставку серверных CPU на базе ядер Zen, что даст возможность существенно увеличить присутствие Opteron на рынке решений для ЦОД в 2017 году.

«Мы добились использования серверных процессоров Zen в ключевых серверных архитектурах мировых производителей», — сказала госпожа Су. «Мы считаем, что сможем быстро восстановить своё присутствие в центрах обработки данных, когда мы поставим наши новые продукты на рынок в 2017 году».

AMD Opteron

AMD Opteron

Поскольку о конфигурациях процессоров AMD Opteron следующего поколения достоверно неизвестно ничего, невозможно предположить и примерную производительность серверов на их базе. Единственное, что известно наверняка, это то, что процессорные ядра Zen будут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC), чем ядра на базе микроархитектуры Excavator. В AMD говорят, что новые Opteron способны удовлетворить потребности 80 % рынка серверов, что является важным критерием для инвесторов компании, но едва ли раскрывает технические подробности о новых чипах.

«Мы считаем, что серверные процессоры Zen могут быть использованы в 80 % серверов на рынке», — заявила глава AMD. «Это продукт высокого ценового диапазона, но это ключевая часть рынка серверов».

Судя по всему, AMD не предполагает, что Opteron на базе Zen будут использованы в экономичных серверах с минимальным энергопотреблением; в серверах, используемых для хранения данных; а также в серверах для приложений непрерывного цикла. Таким образом, согласно заявлениям AMD, основными конкурентами новых Opteron станут многоядерные процессоры Intel Xeon E5. Последнее является хорошим знаком, ведь сегодня серверные CPU компании не могут соперничать с конкурирующими изделиями по уровню быстродействия.

AMD анонсировала архитектуру Polaris: новейшие GPU появятся в середине года

Подразделение Radeon Technologies Group корпорации Advanced Micro Devices официально представило новую архитектуру графических процессоров Polaris. Новая технология является четвёртой итерацией семейства архитектур Graphics Core Next (GCN) и представляет собой наиболее радикальное обновление GPU AMD с 2011 года. Первые графические процессоры на базе Polaris появятся в середине 2016 года и предложат новый уровень производительности, а также ряд новых возможностей.

Вследствие изменений намерений контрактных производителей микросхем в 2011–2012 годах, компаниям AMD и NVIDIA пришлось существенно поменять свои перспективные планы в области выпуска новых графических процессоров. Обоим разработчикам пришлось отказаться от внедрения ряда новых технологий, главным образом сосредоточившись на увеличении производительности на ватт. В 2016 году Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. и GlobalFoundries, наконец, предложат AMD и NVIDIA новые технологические процессы, которые позволят существенно изменить архитектуру GPU, расширить их набор возможностей, одновременно увеличив производительность на ватт.

AMD Polaris

AMD Polaris

Новая архитектура Polaris обновит все ключевые блоки GPU, включая вычислительные процессоры, командные процессоры, систему кеширования данных, контроллеры памяти и системы кодирования/декодирования видео. Кроме того, новые GPU будут поддерживать новейшие интерфейсы для подключения мониторов и телевизоров — HDMI 2.0a, а также DisplayPort 1.3. Таким образом, Polaris станут одними из первых GPU, которые будут поддерживать дисплеи с разрешением 8K (7680 × 4320).

AMD Polaris: Ключевые нововведения

AMD Polaris: Ключевые нововведения

Новая вычислительная архитектура

Самым главным нововведением AMD Polaris является новая архитектура набора команд (instruction set architecture, ISA), что ускорит производительность новейших графических карт в играх и расширит их возможности в области вычислений. Увеличение производительности будет обусловлено целым рядом факторов.

AMD Polaris: Архитектурные нововведения

AMD Polaris: Архитектурные нововведения

GCN четвёртого поколения будет иметь новый блок предварительной выборки инструкций (instruction pre-fetch), который позволит сократить время простоя исполняющих устройств за счёт предвыборки кода. Кроме того, Polaris будет иметь новый диспетчер исполнения задач (hardware scheduler), что позволит быстрее распределять потоки задач между аппаратными ресурсами, тем самым увеличивая эффективность их исполнения.

Дальнейший рост эффективности работы графических процессоров семейства Polaris связан с новым алгоритмом отбрасывания невидимых полигонов и сжатия содержимого памяти. Обе технологии позволяют увеличить эффективную пропускную способность памяти, сократить требования к объёму памяти на борту и уменьшить количество вычислений над частями изображения, которые не видны в финальной сцене.

В настоящее время AMD не раскрывает существенного количества деталей о новой архитектуре, но заявляет о двукратном увеличении производительности на ватт по сравнению с предшественниками. Теоретически, это означает, что новый флагман — известный из неофициальных источников как Greenland — может быть в два раза быстрее, чем AMD Radeon R9 Fury X при одинаковом энергопотреблении. Тем не менее, действительная производительность новинок будет зависеть от массы факторов.

Новые контроллеры памяти и подсистема кеширования

Производительность графических карт всегда очень сильно зависела от пропускной способности их памяти (ПСП). В последние годы, помимо ПСП, для GPU стала крайне важна система кеширования данных.

Архитектура графических процессоров усложняется с каждым годом и современные GPU во многом напоминают центральные процессоры. Подобные тенденции обусловлены как необходимостью увеличивать производительность в традиционных приложениях (игры, создание контента), так и необходимостью исполнять всё более сложный код общего назначения для суперкомпьютерных и других вычислений.

Эволюция AMD GCN

Эволюция AMD GCN

Для дальнейшего увеличения производительности GPU разработчикам требуется не только обеспечить высокую пропускную способность памяти, но и эффективно производить предварительную выборку необходимых данных, чтобы сократить задержки и время простоя вычислительных процессоров.  

Архитектура Polaris получит новые контроллеры памяти, что даст возможность увеличить ПСП благодаря поддержке новых и более быстрых типов памяти вроде HBM2 и GDDR5/GDDR5X. Кроме того, AMD обещает внедрить новый кеш второго уровня, что может означать перепроектирования всей подсистемы кешей внутри графических процессоров GCN версии 1.3.

Принимая во внимание тот факт, что следующему поколению GPU придётся работать с играми в разрешениях 4K (3840 × 2160), а также в VR-приложениях, увеличение ПСП и низкие задержки при работе с памятью придутся как нельзя кстати.

К сожалению, в настоящее время AMD не хочет раскрывать детальной информации о подсистемах памяти и кеширования Polaris. Как следствие, выразить преимущества новинок перед имеющимися решениями в цифрах не представляется возможным.

Новое видеоядро и новый контроллер дисплея

Хотя последнее поколение графических процессоров AMD обладает неплохими возможностями в области воспроизведения видео, они не поддерживают целого ряда вещей, которые требуются пользователям в 2016 году. Семейство AMD Polaris не только сможет воспроизводить фильмы в формате Ultra HD Blu-ray, но и станет первым, которое сможет «нативно» отображать изображение в разрешении 8K.

Графические процессоры AMD Radeon поколения GCN 1.3 будут поддерживать декодирование видео, закодированного при помощи кодека HEVC/H.265 с профилем Main 10. Данный формат включает в себя цветовое пространство BT.2020 с глубиной цвета 8 или 10 разрядов, режим цветовой субдискретизации 4:2:0, а также полноценную поддержку расширенного динамического диапазона. Подобных возможностей хватит для проигрывания дисков Ultra HD Blu-ray. По какой-то причине AMD не заявляет о поддержке технологии защиты от копирования HDCP 2.2, которая требуется для просмотра указанных носителей.

Микросхема AMD

Микросхема AMD

Наконец, архитектура AMD Polaris принесёт графическим процессорам Radeon долгожданную поддержку выходов HDMI 2.0a и DisplayPort 1.3. HDMI позволит новым GPU подключаться к приёмникам с разрешением до 4096 × 2160 при частоте развёртки 60 Гц в режиме HDR. DisplayPort 1.3 — который в настоящее время не поддерживается ни одним GPU — даст возможность новому поколению графических карт AMD Radeon работать с панелями с разрешением до 8K (7680 × 4320) при 60 Гц или же 4K при частоте развёртки 120 Гц.

Новые технологические процессы

Новейшие графические процессоры AMD будут производиться с использованием технологических процессов, которые используют транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistor, FinFET). Трёхмерные транзисторы позволяют существенно снизить токи утечек, а также лучше контролировать работу микросхем.

AMD Polaris: Преимущества FinFET

AMD Polaris: Преимущества FinFET

Технологические процессы 14 нм low power plus (14LPP) и 16 нм FinFET+ (CLN16FF+) компаний GlobalFoundries и TSMC позволяют увеличить плотность размещения транзисторов почти вдвое по сравнению с технологией 28-нм TSMC. Это даст возможность существенно поднять транзисторный бюджет новых GPU, увеличив количество исполнительных блоков и их возможности.

Сама архитектура FinFET транзисторов способствует значительному снижению токов утечек по сравнению с обычными «плоскими» (планарными) транзисторами. Как следствие, использование трёхмерных транзисторов снижает энергопотребление микросхем, что даст возможность создавать мощные графические процессоры с низким потреблением, или же серьёзно увеличить тактовые частоты высокопроизводительных GPU.

Существенное уменьшение энергопотребления при сохранении достойного уровня производительности позволит партнёрам AMD создавать миниатюрные графические карты для игровых ПК, а также сверхтонкие ноутбуки с высокой производительностью в играх. Хотя адаптеры вроде AMD Radeon R9 Nano являются нишевыми решениями, они дают возможность строить уникальные системы, что потенциально может увеличить выручку AMD.

AMD Polaris: Преимущества FinFET

AMD Polaris: Преимущества FinFET

К сожалению, стоимость проектирования микросхем на базе трёхмерных транзисторов примерно вдвое дороже стоимости создания чипов на основе планарных транзисторов. Некоторые аналитики полагают, что инвестиции в проектирование крупной FinFET-системы на кристалле составляет около $150 млн без учёта стоимости разработки программного обеспечения, контролирующего работу такого процессора. Как следствие, хотя GPU на базе FinFET обещают существенное снижение энергопотребления и производительности, компании-разработчики будут вынуждены сократить количество проектируемых кристаллов из-за экономических соображений.

Первые GPU семейства Polaris появятся в середине года

Из неофициальной информации, опубликованной различными источниками за последний год известно, что компания AMD планирует выпустить в 2016 году как минимум три новых графических процессора для настольных ПК — Greenland, Baffin, Ellesmere. В рамках сегодняшнего анонса AMD не раскрывает подробности о новых GPU или же точного графика анонсов.

AMD Polaris: Новые форм-факторы

AMD Polaris: Новые форм-факторы

Advanced Micro Devices утверждает, что первые графические процессоры Radeon на основе GCN четвёртого поколения появятся на рынке в середине 2016 г. Учитывая, что обычно компания выпускает в первую очередь флагман семейства, логично ожидать повторения такого сценария и в этот раз.

Тем не менее, судя по тому, что AMD демонстрирует результаты тестирования одной из графических карт на базе архитектуры Polaris в сравнении с NVIDIA GeForce GTX 950, компания уже имеет на руках рабочие образцы не только самого мощного, но и недорого GPU из указанного семейства.

AMD Polaris: Ожидаемая производительность

AMD Polaris: Ожидаемая производительность

Хотя производительность графических карт росла довольно быстрыми темпами в последние несколько лет, нельзя сказать, что сами возможности GPU существенно расширились в последние годы. Архитектура AMD Polaris поменяет эту ситуацию, одновременно увеличив скорость в играх, обеспечив новую функциональность и большую гибкость в энергопотреблении.

AMD продолжит пользоваться услугами GlobalFoundries и TSMC

Advanced Micro Devices традиционно пользовалась услугами GlobalFoundries и Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. для производства своих микросхем. В обозримом будущем компания продолжит работать с обоими контрактными производителями, однако значение взаимодействия с GlobalFoundries будет расти.

Исторически сложилось так, что GlobalFoundries производила для AMD центральные процессоры (central processing units, CPUs) и мощные гибридные процессоры (accelerated processing units, APUs), а TSMC занималась изготовлением графических чипов и недорогих APU. Подобное разделение было логичным, поскольку GlobalFoundries использовала специализированные технологические процессы для изготовления CPU и APU для AMD. В то же время, команда инженеров-проектировщиков GPU из ATI Technologies имела длительный опыт работы с TSMC.

В последние годы ситуация стала меняться. Системы на кристалле (system-on-chips, SoCs) для игровых консолей Microsoft Xbox One и Sony PlayStation 4 производятся как TSMC, так и GlobalFoundries. Часть заказов на графические процессоры (graphics processing units, GPUs) также перешла компании GlobalFoundries.

Обработанная TSMC 300-мм кремниевая подложка

Обработанная TSMC 300-мм кремниевая подложка

Это не означает, что GlobalFoundries может получить все заказы AMD: разработчик микросхем продолжит пользоваться услугами обоих партнёров. В следующем году Advanced Micro Devices будет продавать различные микросхемы, произведённые по 14-нм технологии (14LPP) GlobalFoundries/Samsung, а также 16-нм процессу TSMC (CLN16FF+). Как 14LPP, так и CLN16FF+ используют транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistor, FinFET).

«Исторически мы использовали как TSMC, так и GlobalFoundries, и мы продолжим работать с обоими производителями», — сказала Лиза Су (Lisa Su), исполнительный директор AMD, на ежегодной конференции по технологиям, медиа и телекоммуникациям инвестиционного банка Credit Suisse. «Мы используем 16-нм и 14-нм технологии TSMC и GF [для новых продуктов]. Мы очень довольны результатом у обоих контрактных производителей микросхем».

Микросхема AMD

Микросхема AMD

Одним из конкурентных преимуществ TSMC перед практически всеми контрактными производителями чипов — помимо возможностей производства интегральных схем в гигантских объёмах — является колоссальный опыт в изготовлении микросхем огромного размера. Компания отлично справилась с производством таких гигантов, как AMD Fiji (площадь ядра 596 мм², 8,9 млрд транзисторов на 28 нм), NVIDIA GM200 (площадь ядра 601 мм², 8 млрд транзисторов на 28 нм) и Oracle SPARC M7 (площадь ядра неизвестна, более 10 млрд транзисторов на 20 нм). Кроме того, TSMC предлагает услуги по упаковке и тестированию микросхем, чего не предлагают другие контрактные производители.

Хотя TSMC — неоспоримый лидер рынка контрактного производства чипов, услуги компании обходятся дороже, чем услуги конкурентов. Последнее особенно заметно в случае с новейшими и наиболее продвинутыми технологическими процессами. Именно поэтому многие компании стараются размещать заказы у GlobalFoundries и Samsung Foundry в дополнение к TSMC.

Обработанные GlobalFoundries 300-мм кремниевые подложки

Обработанные GlobalFoundries 300-мм кремниевые подложки

Очень конкурентоспособные цены GlobalFoundries, а также предполагаемый рост продаж микропроцессоров AMD в конце 2016 и в 2017 году, будут означать, что роль GF в бизнесе AMD будет расти.

«Я бы сказала, что наши отношения с GlobalFoundries крепки и будут становиться крепче», — сказала госпожа Су.

Учитывая тот факт, что GlobalFoundries, судя по неофициальным данным, будет эксклюзивным производителем процессоров Summit Ridge и Raven Ridge на базе микроархитектуры Zen, компания станет крайне важным партнёром для AMD. По сути, от способности GF обеспечить высокий выход годных кристаллов и высокую тактовую частоту вышеупомянутых микросхем во многом зависит конкурентоспособность AMD. Неудивительно, что значение GlobalFoundries для AMD вырастет в ближайший год.

AMD: Процессоры Zen сначала появятся на рынке дорогих настольных ПК

Advanced Micro Devices немного изменила планы выпуска процессоров следующего поколения на базе микроархитектуры Zen. Ранее предполагалось, что в первую очередь компания постарается выпустить серверные версии новых CPU. Однако на этой неделе в компании сказали, что сначала она начнёт продажи микросхем поколения Zen для высокопроизводительных настольных компьютеров (high-end desktops, HEDTs).

Согласно неофициальной информации, Advanced Micro Devices выпустит центральные процессоры AMD FX для настольных ПК, известные как Summit Ridge, в четвёртом квартале 2016 года. Как ожидается, новые AMD FX будут иметь четыре, шесть или восемь ядер. Кроме того, новые микросхемы будут обладать встроенным двухканальным контроллером памяти DDR4, портом PCI Express 3.0 x16, поддержкой накопителей с интерфейсом SATA или PCIe/NVMe, а также другим инновациями.

Официальные планы AMD на 2016 год в области клиентских ПК

Официальные планы AMD на 2016 год в области клиентских ПК

Предполагается, что кристалл Summit Ridge может быть использован как для настольных процессоров AMD FX, так и для серверных AMD Opteron. Вопреки ожиданиям, компания сначала представит процессоры Zen для клиентских компьютеров.

«Сначала вы увидите ядра Zen в высокопроизводительных настольных персональных компьютерах, а затем в серверах», — сказал Девиндер Кумар (Devinder Kumar), финансовый директор AMD, на конференции, организованной финансовой компанией Raymond James Financial.

Ожидается, что процессоры на базе микроархитектуры Zen будут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами на базе микроархитектуры Excavator. Подобный уровень производительности должен сделать новые центральные процессорные устройства на основе Zen конкурентоспособными по сравнению с Intel Core i7 и Intel Xeon.

AMD Zen: На 40 % быстрее предшественников

AMD Zen: На 40 % быстрее предшественников

Начиная с 2003 года компания AMD старалась в первую очередь представлять серверные процессоры на базе новых микроархитектур, а лишь затем начинать продажи CPU для клиентских устройств. Судя по всему, в случае с Zen разработчик решил изменить тактику.

Достоверно не известно, когда именно AMD анонсирует новые процессоры Opteron на базе ядер Zen. Компания говорила, что микросхемы нового поколения позволят ей заметно увеличить долю на серверном рынке в 2017 году. Для того чтобы подобное ожидание сбылось, AMD потребуется представить новые Opteron в конце 2016 или в самом начале 2017 года.

Официальные планы AMD на 2016 - 2017 годы в области серверов

Официальные планы AMD на 2016–2017 годы в области серверов

Согласно неофициальной информации о графике выпуска микропроцессоров Summit Ridge на базе Zen, партнёры AMD получат инженерные образцы настольных ЦП (engineering samples, ES) в апреле 2016 года. Финальные образцы микросхем Summit Ridge co статусом «кандидат на производство» (production candidate, PC) появятся в июле следующего года. Предполагается, что коммерческие поставки новых центральных процессорных устройств начнутся в октябре следующего года.

В ближайшие месяцы AMD обещает анонсировать приблизительные графики вывода на рынок микропроцессоров на базе ядер Zen. Кроме того, компания обещает раскрыть, какие именно интегральные схемы на базе новой микроархитектуры уже были получены в кремнии, а какие лишь предстоит получить в виде цифровых моделей.

На сегодняшний день компания уверена, что начнёт продажи CPU на базе Zen уже в 2016 году, а в 2017 расширит семейство и увеличит объёмы производства чипов на основе новейшей микроархитектуры.

AMD готовит микропроцессоры Zen с четырьмя, шестью и восемью ядрами

Корпорация Advanced Micro Devices готовит к выпуску многочисленное семейство процессоров на базе микроархитектуры Zen, которое будет представлено в четвёртом квартале следующего года. Хотя Zen обещает очень существенно поднять производительность микросхем AMD, компания планирует предлагать такие чипы не только для дорогих персональных компьютеров.

Ранее в этом месяце AMD и GlobalFoundries объявили, что первые образцы процессоров на базе микроархитектуры Zen, которые будут выпускаться с использованием второго поколения 14-нм технологического процесса Samsung/GlobalFoundries, были получены AMD и работают корректно. Согласно более ранней информации, GlobalFoundries может начать производить процессоры, известные по кодовому имени Summit Ridge, уже летом следующего года, а официальное начало продаж новых чипов начнётся в октябре.

AMD Zen: Официальные подробности

AMD Zen: Официальные подробности

По данным AMD, ядра на базе микроархитектуры Zen смогут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами на базе архитектуры текущего поколения Excavator. В результате столь существенного увеличения производительности, Summit Ridge и другие продукты на основе Zen будут иметь гораздо более высокую конкурентоспособность, чем изделия AMD сегодня. К примеру, Summit Ridge будет нацелен на мощные настольные ПК, рабочие станции и серверы.

Хотя Summit Ridge обещает быть очень мощным, AMD планирует использовать данную микросхему в разных конфигурациях не только для дорогих ПК. Согласно сообщению одного из новостных сайтов, выходящие в следующем году процессоры для настольных ПК на базе ядер Zen, которые, предположительно, будут относиться к семейству AMD FX, будут иметь четыре, шесть или восемь ядер. Таким образом, указанные CPU станут применяться для ПК в разных сегментах рынка. К примеру, младшие AMD FX на базе Zen могли бы конкурировать с четырёхядерными Intel Core i5/i7-6600/6700, тогда как старшие AMD FX на базе Zen с шестью или восемью ядрами могли бы соперничать с процессорами Intel Core i7-6800/6900.

AMD Zen: На 40 % быстрее Excavator

AMD Zen: На 40 % быстрее Excavator

Согласно данным, опубликованным неофициально ранее в этом году, ядра Zen — как и все современные x86-ядра — очень компактны и отлично масштабируются как по тактовым частотам, так и по энергопотреблению. Благодаря подобной архитектуре, AMD сможет использовать Zen как для мощных серверных решений, так и для высокопроизводительных гибридных процессоров Raven Ridge, так и для простых APU для тонких ноутбуков. По слухам, выход Raven Ridge может состояться в первом полугодии 2017 года. Что касается более дешёвых решений на базе Zen, то достоверных сроков их появления пока нет.

AMD Promontory: Неофициальные данные

AMD Promontory: Неофициальные данные

Как ожидается, настольные процессоры AMD Summit Ridge (Zen), Raven Ridge (Zen), Bristol Ridge (Excavator) и Stoney Ridge (Excavator) будут использовать унифицированную платформу AM4. Данная платформа будет характеризоваться поддержкой двухканальной памяти DDR4, наборами логики Promontory, поддержкой всех современных технологий включая PCI Express 3.0, NVMe, SATA Express и других. Благодаря унификации, стоимость настольных ПК на базе микросхем AMD будет чуть ниже, чем у конкурента (который предлагает несколько разных платформ для различных сегментов рынка), однако пропускная способность двухканальной памяти DDR4 может стать фактором, который будет негативно сказываться на производительности восьмиядерных процессоров AMD FX на базе Zen.

AMD подтверждала планы выхода первых микропроцессоров с ядрами Zen в 2016 году, но никогда не комментировала информацию касательно их спецификаций или характеристик. Как следствие, реальная продукция может отличаться от той, что обсуждается неофициально.

AMD и GlobalFoundries: Первые 14-нм микросхемы работают отлично

Компании Advanced Micro Devices и GlobalFoundries сообщили на минувшей неделе, что образцы новых микросхем AMD были успешно произведены с использованием второго поколения 14-нм технологического процесса, известного под названием 14 nm low-power plus (14LPP). Компания AMD удовлетворена чипами и планирует использовать технологический процесс 14LPP для целого ряда продуктов в будущем.

Согласно сообщению GlobalFoundries, корпорация Advanced Micro Devices получила образцы нескольких моделей микросхем, произведённых с использованием технологии 14LPP. В данный момент AMD занята всесторонними испытаниями (validation) образцов, что означает, что микросхемы запускаются, а их ключевой функционал работает корректно. В начале прошлого месяца GlobalFoundries уже сообщала, что тестовые микросхемы, произведённые при помощи технологического процесса 14LPP, показывали достойную производительность и выход годных. GlobalFoundries планирует начать массовое производство микросхем с использованием технологических норм 14LPP в следующем году.

Микросхема AMD

Микросхема AMD

Компании не говорят, какие именно чипы AMD были произведены. Согласно неофициальным данным, речь идёт о микропроцессоре на базе микроархитектуры Zen, известном по кодовому названию Summit Ridge; а также о новом графическом процессоре Radeon, чей выход намечен на следующий год.

«FinFET-технологии будут играть основополагающую роль для многих семейств продуктов AMD начиная с 2016 года», — сказал Марк Пэйпермастер (Mark Papermaster), старший вице-президент и директор по технологиям AMD. «GlobalFoundries неустанно работала, чтобы достичь этой важной вехи для своего технологического процесса 14LPP.  Мы с нетерпением ждем дальнейшего прогресса GlobalFoundries и полную готовность производить [микросхемы с использованием новой технологии]. Мы будем использовать 14LPP для целого ряда наших CPU, APU и GPU».

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8 в США. Именно здесь были произведены первые 14-нм микросхемы AMD

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8 в США. Именно здесь были произведены первые 14-нм микросхемы AMD

Технологический процесс 14LPP был разработан Samsung Foundry и лицензирован GlobalFoundries в середине 2014 года. Второе поколение 14-нм технологий производства имеет много общего с ранним техпроцессом 14 нм (14nm low-power early 14LPE), который уже применяется для изготовления коммерческих систем на кристалле. Обе технологии производства микросхем позволяют существенно увеличить частотный потенциал, уменьшить энергопотребление и размеры чипов по сравнению с техпроцессами с шириной транзисторного затвора 28 нм. Согласно заявлениям Samsung и GlobalFoundries, 14LPP позволит создавать микросхемы повышенной сложности, которые смогут работать на увеличенной на 10 % тактовой частоте при сниженном энергопотреблении. Оба технологических процесса имеют общие правила проектирования, но используют различные библиотеки элементов, компиляторы и т.д.

«Наша технология 14 нм FinFET является одной из самых передовых в отрасли, предлагая идеальное решение для массовых микросхем, требующих высокой производительности, энергоэффективности и меньшего размера кристалла», — сказал Майк Кэдиган (Mike Cadigan), старший вице-президент GlobalFoundries. «Благодаря нашему тесному сотрудничеству с AMD в области проектирования микросхем мы можем помочь им создать продукты с большей производительностью, чем у 28-нм чипов, сохраняя экономичность и снижая себестоимость благодаря уменьшенным размерам транзисторов».

Микросхема AMD

Микросхема AMD

Согласно ожиданиям AMD, ядра на базе микроархитектуры Zen смогут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами на базе архитектуры Excavator. Благодаря подобному прогрессу и увеличенной тактовой частоте Summit Ridge и последующие продукты на основе Zen смогут полноценно конкурировать с продукцией корпорации Intel в разных сегментах рынка. В частности, Summit Ridge будет применяться для мощных настольных ПК, рабочих станций и серверов начиная с четвёртого квартала следующего года.

Графические процессоры AMD Radeon следующего поколения, согласно планам AMD, должны демонстрировать вдвое большую производительность в пересчёте на ватт по сравнению с имеющимися GPU компании благодаря серьёзному перепроектированию архитектуры, увеличенному количеству исполнительных устройств и новым технологическим процессам. Хотя достоверно неизвестно, какой именно графический процессор из поколения Arctic Islands будет производить GlobalFoundries, согласно некоторым неофициальным данным, речь идёт о младшем графическом процессоре семейства с размером ядра около 210–230 квадратных миллиметров.

300-мм кремниевые пластины в «чистой комнате» производственного комплекса GlobalFoundries Fab 1

300-мм кремниевые пластины в «чистой комнате» производственного комплекса GlobalFoundries Fab 1

Получение AMD образцов новых CPU и GPU, а также отсутствие существенных проблем с микросхемами (согласно официальным данным), являются хорошими новостями для компании. Вывод на рынок новых семейств продукции идёт по плану, и в следующем году компания сможет представить изделия с увеличенной производительностью и улучшенной функциональностью.

GlobalFoundries: Технологические процессы 7 нм и 10 нм будут разработаны внутри компании

Компания GlobalFoundries работает над своими собственными технологическими процессами с разрешением литографического оборудования 7 и 10 нанометров и не планирует лицензировать их у сторонних компаний, недавно заявил глава GF в интервью. Контрактный производитель микросхем рассчитывает, что специалисты из микроэлектронного подразделения IBM помогут ему разработать техпроцессы мирового класса собственными силами.

GlobalFoundries, которая когда-то была производственным подразделением Advanced Micro Devices, исторически задерживалась с представлением продвинутых технологических процессов в срок. В последние годы руководство GlobalFoundries сделало многое, чтобы увеличить конкурентоспособность производителя: компания приобрела Chartered Semiconductor, наняло большое количество специалистов извне и стало частью в различных индустриальных инициативах и консорциумах. Хотя всё вышеперечисленное в итоге сделало GlobalFoundries вторым–третьим по величине контрактным производителем микросхем в мире, проблемы компании с передовыми технологиями производства продолжались.

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 1

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 1

GlobalFoundries испытывала проблемы с выходом годных чипов, производимых по технологии 32 нм с использованием кремния на изоляторе (silicon on isulator, SOI); компания опоздала с представлением 28-нм технологий производства; производителю пришлось отменить низковольтный 28-нм техпроцесс с применением подложек SOI с полностью обеднённым изолятором (fully-depleted silicon-on-insulator, FD-SOI); GlobalFoundries опаздывала с гибридным 14-нм техпроцессом 14XM.

В попытке догнать конкурентов и получить новых клиентов GlobalFoundries лицензировала 14-нм технологические процессы у Samsung Foundry. Использование норм производства 14 нм позволят GlobalFoundries производить сложные микросхемы, включая микропроцессоры для главного клиента компании — Advanced Micro Devices. Кроме того, поскольку фабрики GF и Samsung синхронизированы, то клиенты последней могут обращаться к первой, если им требуется дополнительный объём микросхем. Тем не менее, в будущем компания рассчитывает разрабатывать собственные процессы производства самостоятельно при помощи объединённой команды инженеров из IBM и GlobalFoundries под руководством технического директора Гэри Паттона (Gary Patton).

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8

«Мы разрабатываем наши собственные технологии [7 нм и 10 нм]», — сказал Санджай Джа (Sanjay Jha), исполнительный директор GlobalFoundries, в интервью EETimes. «Весь смысл приобретения микроэлектронного бизнеса IBM заключался в использовании технологий и технологов IBM для ускорения разработки наших собственных передовых технологий производства».

Господин Джа не рассказал каких-либо подробностей о сроках появления 10-нм технологического процесса GlobalFoundres или же о его характеристиках. Тем не менее, учитывая, что Samsung Electronics и Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. планируют начать производство микросхем с использованием 10-нм техпроцессов в конце 2016 или в начале 2017 года, очевидно, что GlobalFoundries сможет предложить аналогичные услуги несколько позже конкурентов. Чтобы начать производство примерно в одно время с Samsung и TSMC, GlobalFoundries потребовалось бы предоставить своим клиентам ранние комплекты проектирования (process design kits, PDKs) микросхем три–шесть месяцев назад. Поскольку технология находится в стадии разработки, PDK до сих пор недоступны для ключевых клиентов компании.

В производственном комплексе GlobalFoundries в Ист Фишкилл, Нью Йорк. Фото - Tom Way Photography

В производственном комплексе GlobalFoundries в Ист Фишкилл, Нью Йорк. Фото - Tom Way Photography

Руководитель GlobalFoundries уверен, что литографические сканеры, работающие в диапазоне EUV (extreme ultraviolet — излучение с длиной волны 13,5 нм), не будут готовы к коммерческому применению раньше, чем в 2018–2019 гг. Как следствие, 10-нм технологический процесс компании не будет использовать технологию EUV. Судя по всему, 7-нм техпроцесс GlobalFoundries будет опираться на иммерсионную литографию с ультрафиолетовым светом с длиной волны в 193 нм.

«Мы не ожидаем EUV ранее, чем в 2018 или 2019 году», — сказал господин Джа. «Мы сфокусируемся на улучшение оптических инструментов для 10-нм и 7-нм технологических процессов. Как только EUV стабилизируется, мы будем использовать эту технологию для некоторых слоёв. Кроме того, мы используем EUV, чтобы ускорить создание прототипов».

Хотя технология 10 нм очень важна для GlobalFoundries и её клиентов (а значит её постараются сделать максимально конкурентоспособной), есть вероятность, что компания сосредоточится на создании передовой технологии 7 нм. Учитывая большое количество экспериментов IBM в области производства микросхем, результаты могут сильно впечатлить индустрию. Фактически, на 7 нм многие передовые технологии IBM могут стать доступны для массового рынка благодаря GlobalFoundries. Разумеется, при условии, что последняя будет готова инвестировать в это крупные денежные средства.

GlobalFoundries: мы начали опытное производство микросхем по усовершенствованному 14-нм техпроцессу

GlobalFoundries, один из крупнейших контрактных производителей микросхем, подтвердила недавно, что опытное производство чипов с использованием усовершенствованного 14-нм технологического процесса (14nm low-power plus, 14LPP) уже начато. Компания не раскрыла каких-либо деталей, но указала, что тестовое производство элементов микросхем продемонстрировало «отличную» производительность и выход годных. Один из клиентов, кто будет использовать 14LPP, — Advanced Micro Devices.

Технология производства 14LPP, которая была разработана Samsung Foundry и лицензирована GlobalFoundries, имеет много общего с ранним техпроцессом 14 нм (14nm low-power early 14LPE), который используется для производства коммерческих систем на кристалле вот уже много месяцев. Как ожидается, 14LPP позволит создавать более сложные микросхемы, которые смогут работать на повышенной на 10 % тактовой частоте при сниженном энергопотреблении. Две технологии производства имеют общие правила проектирования, но используют различные библиотеки элементов, компиляторы и т.д.

«Технология 14 нм с увеличенной производительностью (14LPP) пройдёт квалификацию во второй половине 2015 года, а начало массового производства намечено на начало 2016», — сказал Джейсон Горсс (Jason Gorss), старший менеджер по корпоративным и технологическим коммуникациям в GlobalFoundries.

В производственном комплексе GlobalFoundries. Фото Bizjournals

В производственном комплексе GlobalFoundries fab 1. Фото Bizjournals

По словам господина Горсса, компания начала опытное производство продуктов, которые будут изготовляться в соответствии с нормами технологии 14LPP, уже некоторое время назад. Цикл производства для современных техпроцессов, использующих транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistor, FinFET), составляет около 90 дней. Учитывая это, есть вероятность, что первые 14LPP-микросхемы либо уже получены разработчиками, либо находятся на финальных стадиях изготовления.

«Опытное производство логики и SRAM на тестовых носителях продемонстрировало отличный выход годных при почти полном достижении ожидаемого уровня производительности», — пояснил представитель GlobalFoundries.

GlobalFoundries планирует начать крупномасштабное производство коммерческих продуктов с использованием технологии производства 14LPP в 2016 году. Ожидается, что компания будет изготавливать целый ряд высокопроизводительных микросхем по нормам улучшенной 14-нм технологии. Так же, как в случае с 14LPE, клиенты GlobalFoundries и Samsung Foundry смогут использовать производственные комплексы обоих производителей (при условии подписания соответствующего договора) для получения чипов в требуемых объёмах.

Микросхема. Фото Panasonic

Микросхема. Фото Panasonic

Ранее в этом году компания Advanced Micro Devices подтвердила, что закончила разработку двух FinFET-микросхем и отправила проекты производителям для создания опытных образцов. Согласно неофициальной информации, AMD планирует воспользоваться услугами GlobalFoundries для производства микросхем Summit Ridge (с восемью ядрами Zen) с использованием технологического процесса 14LPP. Summit Ridge станет основой новых процессоров FX и Opteron, который увидят свет в конце следующего года. Для производства следующего поколения графических процессоров на базе четвертой итерации архитектуры graphics core next (GCN) — известных по кодовому имени Greenland — AMD планирует обратиться к Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., также задействуя улучшенную технологию — 16 нм FinFET+ (CLN16FF+).

В производственном компексе GlobalFoundries fab 1

В производственном компексе GlobalFoundries fab 1

Судя по всему, GlobalFoundries не будет испытывать особых проблем с развёртыванием массового производства по технологии 14LPP в следующем году. Косвенно это является хорошей новостью для AMD, которая возлагает большие надежды на Zen.

Что касается среднесрочных перспектив GlobalFoundries, то следует помнить, что TSMC готовит третье поколение 16-нм техпроцесса, CLN16FFC, которое будет сочетать в себе не только сниженное энергопотребление и потенциально более высокий частотный потенциал, но и компактность, чем будет выгодно отличаться от предшественников. Будет ли 14LPP способен конкурировать с CLN16FFC? Это покажет только время.

GlobalFoundries: Выход годных микросхем по технологии 14 нм выше ожиданий

GlobalFoundries, которая начала производство чипов с использованием «раннего» технологического процесса 14 нм (14nm low-power early, 14LPE) несколько месяцев назад, заявила, что выход годных микросхем на данном техпроцессе превышает первоначальные ожидания. Один из крупнейших в мире контрактных производителей полупроводников не раскрывает свои фактические объёмы производства по 14-нм технологии. Учитывая, что речь идёт о коммерческих интегральных схемах для клиентов, объёмы должны отвечать требованиям последних.

14LPE: Выход годных в порядке

«Рост 14-нм производства превышает первоначальные ожидания благодаря лучшим в классе выходу годных кристаллов и плотности дефектов», — сказал Джейсон Горсс (Jason Gorss), старший менеджер по корпоративным и технологическим коммуникациям в GlobalFoundries. «Ранняя версия технологии (14LPE) прошла квалификацию в январе и находится на пути к массовому производству, достигая целевых показателей выхода годных кристаллов для передовых продуктов наших клиентов».

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8. Фото сайта Bizjournals

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8. Фото сайта Bizjournals

Ранее в этом году GlobalFoundries раскрыла, что уровень выхода годных 14-нм микросхем в производственном комплексе Fab 8 находится на одном уровне с выходом годных у Samsung Foundry (разработчик 14LPE), который использует технологию для изготовления системы на чипе Exynos 7420 на фабрике в Остине, штат Техас, а также на линиях в Южной Корее. Данный процессор используется в смартфонах Samsung Galaxy S6, S6 Edge, S6 Edge+ и других. На сегодняшний день Samsung продала десятки миллионов устройств на основе Exynos 7420, что косвенно указывает на неплохой уровень выхода годных кристаллов, произведённых по технологии 14LPE.

Ещё одним важным клиентом для раннего 14-нм технологического процесса компании Samsung является Apple, которая использует его для процессора A9, на котором базируются новейшие iPhone 6s и iPhone 6s Plus. Аналитики ожидают, что до конца года Apple продаст около 90 миллионов новых смартфонов.

Дальнейшие улучшения

GlobalFoundries и Samsung работают над дальнейшим увеличением выхода годных и снижением плотности дефектов у процесса производства 14LPE. Хотя обе компании вносят некоторые изменения в последовательность технологических операций (flow), они стараются оставаться близко к оригиналу и друг с другом для того, чтобы предложить своим клиентам полную совместимость техпроцессов, а также идентичные характеристики микросхем.

300-мм подложки в производственном комлексе GlobalFoundries

300-мм подложки в производственном комлексе GlobalFoundries

GlobalFoundries утверждает, что у двух партнёров существует процесс, сильно напоминающий методологию Intel Copy Exactly. Последняя подразумевает полное соответствие конфигурации и настроек оборудования; одинаковый состав химических растворов, применяемых в производстве; а также множество других вещей.

«Ключевой частью нашего соглашения с Samsung является возможность предложить производство по идентичному техпроцессу на нескольких фабриках», — сказал господин Горсс. «Мы делаем это при помощи процесса синхронизации фабрик, который очень похож на методологию Copy Exactly. Разумеется, мы можем и делаем изменения в нашем технологическом потоке по мере необходимости, но оставаясь в рамках процесса синхронизации, мы можем наращивать 14-нм производство наиболее быстрыми темпами».

Объёмы неизвестны

GlobalFoundries не раскрывает, сколько именно подложек она обрабатывает при помощи технологического процесса 14LPE, но ранее в этом году компания рассказала, что значительная часть оборудования, необходимого для коммерческого производства микросхем с использованием технологи 14 нм с транзисторами с вертикально расположенным затвором (fin field-effect transistor, FinFET), уже установлено.

Достоверно не известно, какое именно оборудование GlobalFoundries использует для производства микросхем по 14-нм техпроцессу. Предположительно (учитывая время начала производства), Fab 8 был экипирован фотолитографическими сканерами ASML Twinscan NXT:1950i. Ранее в этом году компания приобрела некий новый набор оборудования для производства микросхем по передовым технологическим нормам. Список приобретённого является коммерческой тайной, но в него, очевидно, входит литографическое, метрологическое и другое оборудование. Существует большая вероятность, что в конце 2014 – начале 2015 гг. GlobalFoundries могла приобрести сканеры ASML Twinscan NXT:1970Ci, которые могут обрабатывать до 250 пластин в час (против 175 у модели NXT:1950i), а также обладают повышенной точностью по сравнению с предшественниками.

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8

Производственный комплекс GlobalFoundries Fab 8

Все машины ASML Twinscan NXT используют иммерсионную литографию с ультрафиолетовым светом с длиной волны в 193 нм. Поскольку все современные технологические процессы предназначены для 193-нм иммерсионной литографии, производители полупроводников могут использовать все машины ASML Twinscan NXT с некоторыми настройками (как сканеров, так и другого оборудования в производственном комплексе) для производства микросхем с использованием новейших технологических процессов. Кроме того, все сканеры Twinscan NXT могут быть модернизированы для увеличения производительности (но не точности) до уровня Twinscan NXT:1970Ci непосредственно на месте базирования.

Будущее

Хотя выход годных кристаллов, произведённых по технологии 14LPE, судя по всему, довольно высок, непонятно, каков объём производимых микросхем. Теоретически, GlobalFoundries может расширить производство относительно быстро, модернизируя своё существующее оборудование. Однако поскольку требования клиентов GlobalFoundries неизвестны, нет уверенности в том, что обновления оборудования нужны сейчас.

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8

В производственном комплексе GlobalFoundries Fab 8

К примеру, главный клиент GlobalFoundries — корпорация Advanced Micro Devices — планирует использовать лишь более продвинутую 14-нм технологию производства, 14LPP (14nm low-power plus, 14LPP), для продукции, которая выйдет во второй половине следующего года. К тому времени GlobalFoundries сможет не только обновить существующее оборудование, но и купить полностью новые сканеры ASML Twinscan NXT:1980Di, которые увеличат производительность обработки пластин до 275 за час, тем самым повышая рентабельность предприятия.

AMD: Мы закончили разработку первых FinFET-микросхем

Глава Advanced Micro Devices заявила в ходе отчётной конференции, что компания завершила разработку первых двух микросхем, которые будут производиться по технологиям, использующим транзисторы с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field-effect transistor, FinFET). Опытное производство обоих продуктов будет начато в ближайшее время. Хотя AMD не раскрывает кодовых названий новых микросхем, есть большая вероятность того, что одна из них — процессор на базе микроархитектуры Zen, а вторая — новый GPU.

«Недавно мы завершили проектирование двух наших первых FinFET-дизайнов», — сказала Лиза Су (Lisa Su), исполнительный директор AMD, в ходе телеконференции компании с инвесторами и финансовыми аналитиками.

Согласно главе AMD, компания уже отправила носитель с цифровыми моделями двух микросхем разработчику фотолитографических масок (процесс, называемый в отрасли tape-out). Госпожа Су не пояснила, о каких именно FinFET-чипах идёт речь и когда именно началось производство фотошаблонов, необходимых для начала опытного производства. Тем не менее, комментарий руководителя AMD показывает, что компания успешно завершила разработку и проектирование своих первых продуктов с FinFET-транзисторами. Стоимость проектирования передовой микросхемы с FinFET превышает $150 млн без учета стоимости фотошаблонов. Таким образом, основные расходы на создание двух продвинутых интегральных схем уже позади.

Микросхема AMD

Микросхема AMD

Tape-out является заключительным этапом цикла проектирования интегральной схемы, моментом, когда модель чипа отсылается изготовителю фотолитографических масок. После того, как производитель фотошаблонов подготовит набор фотошаблонов и перепроверит его с AMD, комплект будет послан контрактному производителю микросхем, который и произведёт первые образцы. Создание набора фотомасок сегодня занимает от нескольких недель до месяца. Производственный цикл сложного процессора, произведённого по технологии с FinFET-транзисторами, составляет около 90 дней с момента старта обработки пластины до получения микросхемы. Таким образом, если AMD произвела tape-out в июне, то первые образцы своих новых продуктов она получит в сентябре.

Массовое производство микросхем начинается через 9–12 месяцев после этапа tape-out. Следовательно, если AMD и её партнёры начали готовить набор фотомасок в прошлом месяце, то компания имеет все возможности начать масштабное производство новых продуктов с FinFET-транзисторами к июню следующего года. Это даст возможность начать продажи новинок в конце третьего–начале четвёртого квартала 2016.

CPU и GPU планы AMD на 2016 год

CPU и GPU планы AMD на 2016 год

AMD не раскрывает, какие именно FinFET-микросхемы будут выпущены первыми. Согласно официальной и неофициальной информации, первыми продуктами AMD с FinFET-транзисторами станут микропроцессор Summit Ridge с восемью ядрами на базе микроархитектуры Zen, а также графический процессор Greenland, на основе следующей итерации архитектуры GCN. Summit Ridge будет использоваться для серверных AMD Opteron и настольных AMD FX, а Greenland станет новым графическим флагманом семейства AMD Radeon.

«Мы начнём производство разных микросхем из нашего семейства продуктов по FinFET-технологиям в разное время», — сказала госпожа Су. «Думаю, мы уже говорили, что наши графические процессоры, а также новые процессоры Zen, будут использовать FinFET. Эти продукты будут выпущены в 2016 году».

AMD Zen

AMD Zen

Стоит отметить, что в AMD по-прежнему не хотят раскрывать ни названий технологий FinFET, которые компания планирует использовать в 2016, ни даже имён производителей.

Хотя пройдёт много времени, прежде чем мы увидим первые продукты AMD с FinFET-транзисторами, хорошо уже то, что компания завершила их разработку и проектирование. Теперь самое главное — выпустить новинки вовремя.

AMD выпустит первые процессоры на базе микроархитектуры Zen в конце 2016

Микроархитектура Zen компании Advanced Micro Devices выглядит очень многообещающе на бумаге и в презентациях компании. К сожалению, пройдёт ещё очень много времени, прежде чем процессоры на базе Zen появятся на рынке. Согласно документам AMD, попавшим в Интернет, AMD планирует выпустить первые микросхемы на базе новых ядер лишь в конце 2016 года.

Как ожидается, первым процессором на базе Zen для высокопроизводительных настольных систем станет микросхема Summit Ridge. Если верить графику выпуска новых чипов AMD, опубликованному сайтом BenchLife, то Summit Ridge выйдет лишь в октябре 2016 года. Конфиденциальный документ AMD был продемонстрирован партнёрам компании в конце марта 2015 года и содержит ряд неточностей. Так, новая настольная платформа компании называется в документе FM3, тогда как в мае компания назвала её AM4.

График выхода образцов будущих продуктов AMD

График выхода образцов будущих продуктов AMD

Если график выпуска AMD образцов новых микросхем для партнёров корректен и актуален, то это означает, что компания в настоящее время заканчивает проектирование Summit Ridge и не имеет на сегодняшний день работающих процессоров на базе Zen.

AMD рассчитывает отправить первые инженерные образцы (engineering samples, ES) микросхем Summit Ridge партнёрам в апреле 2016 года. Как правило, инженерные сэмплы процессоров имеют ревизию A1, обладают полноценной функциональностью, но могут не работать на тактовых частотах, свойственных коммерческим продуктам.

Ревизия A2 микросхемы Summit Ridge (которую в AMD называют кандидатом на производство — production candidate, PC) появится у партнёров разработчика в июле 2016. Подобные процессоры обладают всему характеристиками коммерческих чипов и даже работают на заявленных тактовых частотах. К сентябрю следующего года AMD приступит к поставкам микропроцессоров со всеми необходимыми маркировками (таким чипы называются production ready, PR). В октябре 2016 года AMD и её партнёры начнут массовые поставки новейших процессоров Summit Ridge на рынок, как в розницу, так и в составе готовых компьютеров.

AMD Zen: Ожидание прорыва

AMD Zen: Ожидание прорыва

В настоящее время производство микросхем в промышленных масштабах начинается через девять–двенадцать месяцев после завершения их проектирования (данный этап называется tape-out). Производство Summit Ridge, судя по всему, стартует в июне–июле следующего года. Это означает, что компания завершит создание Summit Ridge в ближайшее время, а проект будет отправлен производителю фотолитографических масок, а затем и микросхем в следующие несколько недель.

Следует понимать, что в октябре следующего года компания AMD выпустит лишь несколько моделей процессоров Summit Ridge, нацеленных на самые высокопроизводительные системы. Если микросхемы будут быстрее конкурентов, предлагаемых в тот момент Intel, то AMD сможет продать немало таких чипов и поправить своё финансовое положение, как это произошло в 2003 году с процессорами AMD Athlon 64 3200+ и AMD Athlon 64 FX-51. Тем не менее, по-настоящему массового появления Summit Ridge, судя по всему, следует ожидать только в 2017 году.

Процессор AMD FX

Процессор AMD FX

Согласно неофициальной информации, процессор AMD Summit Ridge будет включать в себя до восьми ядер Zen с 512 Кбайт кеша второго уровня на каждое, до 16 Мбайт унифицированного кеша третьего уровня, двухканальный контроллер памяти DDR4, интегрированную шину PCI Express 3.0 x16 для подключения к видеокарте, встроенный  PCIe x4 3.0 порт с поддержкой NVMe и SATA для подключения устройств хранения данных и ряд других технологий ввода-вывода. Как ожидается, новые процессоры будут производиться компаний GlobalFoundries по технологии 14LPP (14nm low-power plus), которая использует трёхмерные транзисторы FinFET.

Подлинность документа, опубликованного китайским веб-сайтом, не может быть подтверждена*, поскольку AMD не комментирует слухов и неофициальной информации. Тем не менее, презентация напоминает типичный документ AMD для своих партнеров и содержит ряд фактов, выявленных до или после предполагаемой даты публикации.

*Примечание: изображение, первоначально опубликованное BenchLife, было отредактировано для лучшего качества просмотра

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥