Bobcat vs Atom aka TMSC vs Intel: processo produttivo e transistors density

[shodan]

Ciao a tutti,
essendomi imbattutto in questa immagine, vorrei aprire una discussione sulle differenze del processo produttivo di Bobcat (TSMC 40LP) e Atom (Intel 45HKMG). Immagine comparativa:



PS: per vedere l'immagine a risoluzione superiore, clicca qui: http://www.chip-architect.com/news/ontario_vs_atom.jpg

Ricordo che l'architettura Bobcat prevede l'integrazione di un core grafico Cedar (292M transistors per 59mm2). In base all'immagine sopra riportata, il core grafico integrato in bobcat misura 58mm2 e quindi è ragionevole suppore che il numero di transistors dedicati alla grafica sia rimasto nell'ordine dei 290M. Da questo ne deriva che i core x86 + cache L2 implementano circa 110M di transistors in 16mm2, per una densità di circa 6,875M di transistors per mm2. Se si include il core grafico nel computo, la densità per mm2 scende a circa 5,4M.

Facciamo lo stesso gioco con Atom: i due core + la cache L2 occupano 28,2 mm2 e implementano circa 94 milioni di transistors, da cui deriva una densità di 3,33M di transistors per mm2. Facendo il computo sull'intero chip, vediamo che in 87 mm2 sono stipati 176M di transistors, per una densità di 2,02M.

Ricapitolando, la produzione di TSMC permette di avere questi valori:
- Bobcat (cpu+gpu): densità di 5,4M per mm2
- Bobcat (solo cpu): densità di 6,875M per mm2
- Bobcat (solo cache L2): densità di 7,40M per mm2 (ipotizzo 6T per bit e non tengo conto dell'ECC che pure dovrebbe essere presente)

mentre quella Intel:
- Atom (cpu+gpu): densità di 2,02M per mm2
- Atom (solo cpu): densità di 3,33M per mm2
- Atom (solo cache L2): densità di 5,72M per mm2 (ipotizzo 6T per bit e non tengo conto dell'ECC che pure dovrebbe essere presente)

Direi che questi dati ci permettono di trarre due conclusioni interessanti:
1) la CPU intel, nascendo dall'idea del "sea of FUBs" (http://www.anandtech.com/show/2493/13) è evidentemente meno ottimizzata in temini di occupazione sul silicio; d'altro canto, questo ha permesso a Intel di presentarla già nel 2008. Viceversa Bobcat, essendo molto più "customizzato", ha richiesto tempi di sviluppo decisamente più lunghi;
2) confrontando solo le cache L2, che sono composte principalmente da celle SRAM e che quindi dovrebbero avere desing tutto sommato comparabile, si vede che il processo produttivo di Intel è comunque meno denso rispetto a quello di TSMC, anche tenendo conto della differenza in lunghezza del gate (45nm nel caso di Intel, 40 per TSMC). Infatti, volendo normalizzare il processo Intel ai 40 nm di TSMC, si avrebbe una densità massima di 6,435M di transistors per mm2 (contro i 7,40M di TSMC).

In sintesi: a regime, il processo 40nm di TSMC sembra essere ottimo, per lo meno a livello di densità. Certo, la velocità di switching del processo Intel 45HKMG deve essere superiore, grazie metal gate, e il leakaging inferiore, grazie all'high-K. Questo vuol dire che Intel può cloccare Atom a una frequenza inferiore e garantire minori consumi in idle. Tuttavia, da quanto ricordo, nel passaggio a 28nm sia TSMC che GF introdurranno queste migliorie, così che la battaglia sarà molto più agguerrita.

Cosa ne pensate? Sono interessato ad altre opinioni...

Ciao.

[shodan]

Wow... nessuno interessato?

[dark.halo]

Originariamente inviato da shodan

Wow... nessuno interessato?

Secondo me,bisogna vedere se con le densità di tmsc non vi è un aumento delle correnti parassite, alla fine il grosso problema di intel sono suddette dispersioni, in parte risolte con l'adozione di hkmg.
La prossima versione di bobcat sarà su 28nm hkmg di G.F. e secondo me permetterà una sensibile riduzione dei consumi.

[shodan]

Originariamente inviato da dark.halo

Secondo me,bisogna vedere se con le densità di tmsc non vi è un aumento delle correnti parassite, alla fine il grosso problema di intel sono suddette dispersioni, in parte risolte con l'adozione di hkmg.
La prossima versione di bobcat sarà su 28nm hkmg di G.F. e secondo me permetterà una sensibile riduzione dei consumi.

Be come dispersioni di correnti il processo Intel è sicuramente più avanti.
Ma la densità di transistors ha un peso molto elevato, in quanto incide direttamente sulle dimensioni del die e, quindi, sul costo del processore.

Il punto è che spessissimo viene vista Intel come la regina incontrastata delle fonderie e, per quanto verissimo dal punto di vista della velocità di switching e del leakage, in fatto di densità di transistors potrebbe essere più indietro di quello che fin'ora sembrava.

Ciao.

[dark.halo]

Tu dici che intel ha minor dispersioni perché usa l'HKMG giusto ? ,ma rende lo stesso pp più costoso, e in un settore come quello delle cpu economiche è controproducente. Per questo penso che ontario e zacate saranno di primaria importanza per AMD, per volumi di vendita,e un pp come quello tsmc è per ora (in attesa di sapere come sarà il 28nm GF) assolutamente necessario.

Un'altra cosa AMD col 32nm e architettura BD riesce a farci stare un modulo nello spazio accupato da due core ATOM a 45nm .
Quindi si può quasi sicuramente dire che il pp di intel non è cosi avanzato come si dice, e penso sia per via della velocità con cui esso si evolve a non permettere ad intel di perfezionarlo.

[shodan]

Originariamente inviato da dark.halo

Tu dici che intel ha minor dispersioni perché usa l'HKMG giusto ? ,ma rende lo stesso pp più costoso, e in un settore come quello delle cpu economiche è controproducente. Per questo penso che ontario e zacate saranno di primaria importanza per AMD, per volumi di vendita,e un pp come quello tsmc è per ora (in attesa di sapere come sarà il 28nm GF) assolutamente necessario.

Un'altra cosa AMD col 32nm e architettura BD riesce a farci stare un modulo nello spazio accupato da due core ATOM a 45nm .
Quindi si può quasi sicuramente dire che il pp di intel non è cosi avanzato come si dice, e penso sia per via della velocità con cui esso si evolve a non permettere ad intel di perfezionarlo.

Ciao,
la sigla HKMG sta per High-K Metal Gate e indica due tecnologie complementari: il metal gate dovremme aumentare la capacità di switching (cioè permettere al processore di avere clock superiore), mentre l'high-k riduce la potenza dissipata in leakage.

Hai colto il punto: i processi produttivi di Intel potrebbero essere in parte sopravvalutati e, avendo densità minore, portare alla produzione di processori più costosi da fabbricare.

Ciao.

[shodan]

Mmm... vedo poca partecipazione!

L'argomento non interessa?

[dark.halo]

A me interessa

Se vuoi un consiglio, magari si potrebbe far confluire in questo thread, tutte le discussioni,(interessanti) ma O.T. riguardanti: processi produttivi,fonderie e tutto ciò che riguarda il silicio.

[shodan]

Originariamente inviato da dark.halo

A me interessa

Se vuoi un consiglio, magari si potrebbe far confluire in questo thread, tutte le discussioni,(interessanti) ma O.T. riguardanti: processi produttivi,fonderie e tutto ciò che riguarda il silicio.

L'idea non è male, ma se siamo solo in due a postare penso che l'argomento interessi poco...

Comunque volendo si può fare, magari aggiungendo nel primo post anche qualche altra comparazione interessante. Idee?

Ciao.

[calabar]

Secondo me l'argomento diventerebbe interessante se qualche ben informato potesse dare una panoramica più ampia della situazione.
Se ci limitiamo ad ipotesi azzardate su un'immagine, potremo arrivare a conclusioni totalmente fuorvianti, a tirare fuori fantomatiche teorie di problemi di spaziatura nei processi intel ecc...
Sarebbe utile invece avere spiegazioni riguardo a quella bassa densità nel processo intel (o alta in quello di tsmc!), magari inserendolo in un discorso di roadmap dei processi produttivi, di scelte dovute ai costi, alle fabbriche utilizzate, ecc...

PS: in ogni caso sistemerei l'immagine del primo post che mi costringe scrollare orizzontalmente la pagina (o meglio... mi costringe a rimpicciolire ogni volta l'immagine, benedette le estensioni di firefox): bisogna valutare il caso peggiore, ossia di uno che consulta il forum con un netbook (e non è neppure il mio caso!).

[shodan]

Originariamente inviato da calabar

Secondo me l'argomento diventerebbe interessante se qualche ben informato potesse dare una panoramica più ampia della situazione.
Se ci limitiamo ad ipotesi azzardate su un'immagine, potremo arrivare a conclusioni totalmente fuorvianti, a tirare fuori fantomatiche teorie di problemi di spaziatura nei processi intel ecc...
Sarebbe utile invece avere spiegazioni riguardo a quella bassa densità nel processo intel (o alta in quello di tsmc!), magari inserendolo in un discorso di roadmap dei processi produttivi, di scelte dovute ai costi, alle fabbriche utilizzate, ecc...

PS: in ogni caso sistemerei l'immagine del primo post che mi costringe scrollare orizzontalmente la pagina (o meglio... mi costringe a rimpicciolire ogni volta l'immagine, benedette le estensioni di firefox): bisogna valutare il caso peggiore, ossia di uno che consulta il forum con un netbook (e non è neppure il mio caso!).

Ciao,
quello che dici è vero ma sinceramente credo che informazioni specifiche sui processi produttivi Intel/TSMC li abbiano solo i loro ingegneri, per cui il massimo che possiamo fare è elaborare supposizioni sulla base di quello che vediamo.

A tal proprosito, l'immagine è abbastanza chiara: nonostanza il core Bobcat sia OOO, è notevolmente più piccolo di un più semplice core Atom. La differenza in densità di transistors è abbastanza lampante.

Il punto è: questa differenza deriva dall'approccio "sea of FUBs" adottato per Atom, o il processo 40nm di TSMC è davvero molto più denso? Dai dati estrapolabili dall'immagine sembra che dipenda in parte da entrambi i motivi: confrontando le cache (elementi abbastanza standard) si evince che, per quanto la densità di Intel si riavvicini a quella di TSMC, non riesce a pareggiare i conti.

Chiaramente se c'è qualcuno che può parlare con cognizione di causa ben venga!

Ciao.

PS: ho ridimensionato l'immagine

[dark.halo]

Sicuramente l'immagine rilasciata da AMD di Bobcat è stata ritoccata per non far vedere i dettagli dell'architettura, insomma un po come è stato fatto per Bulldozer.