Analyse: waar blijven de 20nm-GPU's?

54 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Immersielithografie en EUV
  3. 3. De plannen van chipfabrikanten
  4. 4. Roadmaps AMD en Nvidia voor 2015
  5. 5. Blik in de toekomst: 450mm-wafers en nieuwe materialen
  6. 6. Conclusie
  7. 54 reacties

Inleiding

Nvidia lanceerde recent de GeForce GTX 970 en GTX 980, twee videokaarten die gebruikmaken van een volledig nieuwe architectuur. Deze Maxwell-chips worden gewoon geproduceerd op het 28nm-productieprocedé, dat al sinds AMD's introductie van de Radeon HD 7970 wordt gebruikt. Ook AMD introduceerde niet al te lang geleden een videokaart waarin eveneens een daadwerkelijk nieuwe chip zat, de R9 285 met de Tonga-GPU. Die chip bracht stapjes vooruit op een aantal gebieden, maar ook deze GPU kwam uit dezelfde productiemachine rollen als de Tahiti-chip in de genoemde HD 7970 bijna drie jaar geleden al deed. De volgende beloofde stap is 20 nm, maar waarom zijn de recent geïntroduceerde GPU's nog steeds 28 nm?

Laten we bij het begin beginnen. Waarom zijn kleinere productieprocedés eigenlijk beter? Hoewel je de grootte in nanometers tegenwoordig niet meer letterlijk kunt nemen, kun je wel stellen dat één transistor bij elke die-shrink een kleinere oppervlakte in beslag neemt. Een nanometer staat gelijk aan een miljardste van een meter en is dus bijna onvoorstelbaar klein, maar in een moderne high-end GPU zitten al gauw tussen de vier en zeven miljard transistors. Chips worden gemaakt als wafers, een soort platen met chips waar ze als ze helemaal klaar zijn uitgesneden worden.

Vanaf daar wordt het heel simpel. Hoe kleiner de transistors, des te kleiner een hele GPU is. Een procesverkleining betekent dan dat er meer transistors op dezelfde oppervlakte kunnen worden geplaatst. Bestaande ontwerpen zouden dan, als ze één op één gekopieerd worden, simpelweg kleiner worden. Je haalt dan meer chips uit een even grote wafer en als die nog steeds evenveel kost, kost het produceren van die chip dus minder. Daarnaast kun je ook de andere kant op redeneren: je kunt meer transistors kwijt op dezelfde oppervlakte en met een even grote chip dus betere prestaties halen. Bovendien zijn kleinere transistors in het algemeen zuiniger, wat wederom twee kanten op werkt.

Eén van de weinige 20nm-chips tot nu toe is de Apple A8-processor, die in de iPhone 6 zit. (bron: iFixit)

0
*