Herstellung und Einstufung von Familien von Mikroprozessoren

Intel produziert Familien scheinbar ähnlicher Mikroprozessoren. Zum Beispiel,

• der Core i5-3320M (2,6 GHz, 3 MB Cache),
• der Core i5-3360M (2,8 GHz, 3 MB Cache) und
• der Core i7-3520M (2,9 GHz, 4 MB Cache).

Produziert (oder würde) Intel Prozessoren wie diese drei?

1. auf getrennten Fertigungslinien;
2. auf derselben Fertigungslinie, jedoch in getrennten Läufen an verschiedenen Tagen;
3. in derselben Zeile alles in einem, wahllosen Lauf und erst später - in einer Testphase - die Prozessoren bewerten, nach Klassen sortieren und ihnen Modellnummern entsprechend zuweisen; oder
4. auf andere Weise verstehe ich nicht?

All dies erscheint mir plausibel, außer vielleicht Option 1, aber was mir plausibel erscheint, hat möglicherweise wenig damit zu tun, wie ein Unternehmen wie Intel tatsächlich Teile herstellt.

Bitte zögern Sie nicht, die Frage breit auszulegen. Ich bin sehr gespannt auf die Grundlagen der Organisation einer solchen Fertigung in der modernen Praxis.

AKTUALISIEREN

@Shantam bietet ein besseres Wort für die Suchmaschine: Binning statt Benotung. Wenn man mit @ Shantams Wort sucht, findet man vor drei Jahren auf Superuser.com die interessanten Kommentare von @ nik :

Eigentlich sind Hersteller eine kluge Menge. Sie "lagern" ihre Produkte in verschiedene Ebenen von Fehlern. Ein teilweise ausgefallener Cache in einer Prozessorinstanz könnte zum "kleineren Cache, billigere Version" werden, anstatt in den Papierkorb zu gelangen. Funktioniert recht gut mit der Anzahl der Fehler bei der Herstellung und der Oberfläche solcher Speichermodule (ganze Kerne sind verkabelt, um die Instanz als Prozessor mit geringerer Reichweite zu verkaufen - das Phenom X3?). Daran ist nichts auszusetzen, und die Overclocker sind froh, solche Dinge zu wissen.

Der Übertaktungswinkel geht auf diese Weise. Wenn ein Prozessor nicht über bestimmte Frequenzen hinaus laufen (sich erwärmen) kann, wird er an ein Ziel mit niedrigerer Frequenz gebunden. Sie erhalten einen E6300 C2D (den ein Overclocker mit besserer Kühlung auf einen höheren Wert bringen kann, und möglicherweise viel Glück bei den strengen Binning-Richtlinien des Herstellers, die sich möglicherweise in Richtung des unteren Frequenzbereichs geirrt haben.

Die meisten Mikroprozessorhersteller (zusammen mit unzähligen anderen Geräten) werden dem Binning-Prozess unterzogen: Alle ähnlichen Produkte werden auf einmal hergestellt und je nach Leistung in "Bins" (Gruppen) von Produkten mit ähnlicher Leistung gelegt und dann entsprechend verpackt und verkauft .

Bei Intel-Prozessoren (AMD ist ähnlich) werden Prozessoren innerhalb derselben Linie im Allgemeinen zusammen hergestellt und entsprechend ihrer stabilen Taktfrequenz gruppiert. Sie können erkennen, wann ein Prozessor Teil derselben "Zeile" ist, indem Sie sich den Kern-Codenamen ansehen oder wenn dies nicht spezifisch genug ist, die Funktionen des Kerns (wie von embedded.kyle erwähnt, hat der i5 kein Hyperthreading , aber der i7 tut es, obwohl beide in Frage "Sandy Bridge" sind).

Manchmal kann ein fehlerhafter High-End-Prozessor immer noch als anderer verkauft werden. Ein Beispiel, das ich aus erster Hand kenne, ist, dass die M0-Stufen des alten Pentium 4 mit Northwood-Kern (130-nm-Prozess) tatsächlich ausgefallene Gallatin-Kernprozessoren waren (was der Kern für die P4 "Extreme Edition" war). In ähnlicher Weise hatten / hatten viele Menschen Glück, zusätzliche Kerne, Caches und Shader-Einheiten auf verschiedenen CPUs und GPUs freizuschalten. Beispielsweise ist es durchaus üblich, eine Grafikkarte mit mittlerer bis hoher Reichweite (z. B. die AMD Radeon 6850) zu kaufen und mit dem BIOS der übergeordneten Karte (in diesem Fall der Radeon 6870) zu flashen. und erhalte die zusätzlichen Dinge, die die Karte hat (einige zusätzliche Shader-Kerne). Dies hat auch mit dem Binning während des Herstellungsprozesses zu tun.

Diese Art von Dingen veranlasst Overclocker, die Schritte, den Ursprungsort und die Chargennummer ihrer Prozessoren genau zu notieren. Wenn bekannt wird, dass bestimmte Prozessorstapel besser übertakten als ihre nicht so starken Brüder ( dieselbe CPU, wohlgemerkt, nur zu einer anderen Zeit oder an einem anderen Ort hergestellt), werden sie gefragter.

Wenn Sie mehr interessiert sind, suchen Sie auf jeden Fall nach "CPU Binning" oder lesen Sie in einigen Foren nach. Ich bin Mitglied bei www.overclockers.com und das Forum dort ist sehr einladend und verfügt über eine Fülle von Kenntnissen aus Vergangenheit und Gegenwart (zusammen mit einer Fülle fantastischer Mitglieder).

Der i5-3320M und der i5-3360M fallen wahrscheinlich unter Option 3. Sie werden höchstwahrscheinlich mit demselben Chip hergestellt, und beim Testen wird die höchste stabile Frequenz ermittelt, mit der sie ausgeführt werden. Geringe Abweichungen im Herstellungsprozess führen dazu, dass einige Chips nicht stabil über einer bestimmten Taktfrequenz laufen können.

Es sind diese kleinen Fertigungsunterschiede, die auch erklären können, warum zwei identische Setups, die übertaktet werden, nicht dieselbe Frequenz erreichen können. Sogar der gleiche Modellchip weist Herstellungsunterschiede von einem Los zum nächsten und in geringerem Maße von einem Chip zum nächsten auf. Wenn Sie die Grenzen des Chips überschreiten, werden diese Unterschiede deutlicher, da sie den Chip stärker beeinflussen.

Ich habe zum Beispiel gelesen, dass einige Leute den gleichen Prozessor wie ich stabil bei Frequenzen über 4,4 GHz betreiben können. Ich und die meisten anderen, die es versucht haben, haben jedoch Probleme, irgendwo über 4 GHz zu laufen. Obwohl auch bei Kühllösungen und Peripheriegeräten Unterschiede zu berücksichtigen sind, bezweifle ich, dass ich aufgrund des Glücks bei der Auslosung 4,4 GHz erreichen kann. Ich habe keinen "perfekten" Chip bekommen. Wenn Sie in Overclocker-Foren herumjagen, können Sie viel mehr darüber lesen.

In Bezug auf Herstellungsprozesse im Allgemeinen wird in Option 3 auch die Widerstandstoleranzen bestimmt. Alle 1KΩ-Widerstände kommen von derselben Leitung. Sie werden dann getestet und mit Toleranzen von 5%, 1% und 0,1% verpackt, je nachdem, wie sie getestet werden.

Der i7 ist ein anderer Würfel und könnte unter Option 1 oder 2 fallen, obwohl höchstwahrscheinlich Option 1, um mit der Nachfrage Schritt zu halten und die Kosten zu senken. Jedes Mal, wenn Sie eine Leitung schließen müssen, um einen Würfel auszutauschen, verlieren Sie Geld. Für ein Outfit wie Intel ist es billiger, separate Leitungen zu betreiben.

Zwei Beispiele aus einer älteren Zeit, aber im Kontext interessant:

Der 80486SX war ein 80486 mit einer absichtlich zerstörten FPU, wahrscheinlich eine Rettung von 80486DX mit fehlerhaften Coprozessoren. Der 80487 war ein vollständiger 486DX, und die Mainboard-Schaltung deaktivierte den 486SX vollständig, wenn ein 487 angeschlossen wurde.

Jeder klassische 40-Pin-8051-Mikrocontroller (ROM / OTP) kann (und war es wahrscheinlich, wenn 8051 mit unerwünschtem Code überfüllt war) perfekt als 8031 ​​verkauft werden - er verhält sich wie ein 8031, wenn Sie ihn wie einen verkabeln 8031. Dies gilt auch für den 80C517 / 80C515 und für viele Chips der 8096/80196-Familie.