HW novinky: Nvidia mezi prvními s 16nm FinFET TSMC, AMD míří ke 14nnm FinFET u GlobalFoundries

5. 12. 2014 | David Ježek | Hardware | 2365×

Odvěcí rivalové v ladění svých GPU pro výrobní procesy tchajwanské TSMC, se pomalu začínají loučit. AMD míří zpět do svého vlastního lůna, do bývalé firemní výrobní divize, nyní známé jako GlobalFoundries. Nvidia setrvává u ověřeného partnera na Tchaj-wanu. Co to bude znamenat?

Obsah

• TSMC představila partnery pro 16nm výrobu FinFET
• AMD počítá s výrobou FinFET u GlobalFoundries
• GPU Samsung pro ARM již v příštím roce
• Nové grafiky Matrox zakládají na GPU Radeonu HD 7700

TSMC představila partnery pro 16nm výrobu FinFET

Zdá se, že Nvidia skutečně, minimálně v některých segmentech, přejde z 28 nanometrů rovnou na 16. V tomto kontextu je ale potřeba si připomenout, že 16nm proces u TSMC není zas tak výrazně pokročilejší oproti 28nm, jelikož jde v podstatě „jen“ o 20nm proces s FinFET tranzistory, tedy nikoli „ležící“, ale „stojící“ strukturou řídící elektrody. Toto je rozměr, který TSMC uvádí a který sice papírově vypadá výtečně, ale pokrok nebude skutečně takový, jaký by přechod od 28 na 16 nanometrů naznačoval. Pokrok to ale je významný, nechci jej nijak zmenšovat.

Od 16nm FinFET výroby u TSMC můžeme očekávat znatelný nárůst pracovních frekvencí čipů za současného výrazného poklesu spotřeby oproti ekvivalentu na 28nm bázi. V tuto chvíli se ví, že u TSMC si tuto výrobu objednali (Apple snad ani netřeba zmiňovat) Avago Technologies, Freescale, LG Electronics, MediaTek, Nvidia, Renesas Electronics Xilinx. Z toho je jasné, kde se začíná: buď výrobci FPGA, nebo ARMových SoC. Jakkoli tento seznam nemusí být kompletní, už dřívější zmínka o výrobce ARM SoC 16nmFinFET technologií pro smartphony jednoho z předních čínských výrobců, dotváří celý obraz. Technologie je připravena pro menší ARMy a jiné jednodušší čipy, ale její použití samozřejmě má smysl pro procesory, které mohou těžit z vysokých pracovních taktů, případně z poměru výkon/spotřeba (NAND flash či DRAM čipy si takto a draho u TSMC opravdu nikdo vyrábět nenechá).

Jestli, resp. kdy dojde na velká Nvidia GPU na 16nm FinFET technologii, to stále nevíme. Připomenu ale stěžejní informaci: jelikož dosavadní hi-end GPU měly zhruba 7 miliard tranzistorů, lze očekávat, že generace příští bude mít minimálně 10 miliard. ZE dvou důvodů: bez výrazného zvýšení počtu tranzistorů nelze vyrobit výkonnější generačně pokročilejší čip. Navíc čip musí mít určité rozměry, aby na něj mohlo být možnost připojit externí paměťové čipy s určitou celkovou šířkou sběrnice. Nvidia v tuto chvíli používá 384 bitů a jeví se to jako optimální maximum, ale AMD má 512 bitů a s ohledem na to, že Nvidia zatím do HBM nenaskakuje, drží se GDDR5, nevylučoval bych ani touhu po použití 512bitové paměťové sběrnice. V takovém případě bychom teoreticky mohli očekávat čip nikoli blíže 10 miliardám, ale spíše 15 miliardám tranzistorů (zkrátka někde nad 12,5 miliardy). To už samozřejmě popouštím uzdu fantasii, realistický odhad je těch 10 miliard a více. Jenže to je stále několikanásobně až mnohonásobně více než běžná velikost ARM SoC. Výsledný hypotetický čip tak bude extrémně drahý, navíc s ohledem na počáteční horší výtěžnost nelze očekávat, že by se dařilo vyrábět rozumné množství plně aktivních čipů. Tato zpráva tak dle mého nehovoří o 16nm GPU Nvidia, pouze o SoC typu Tegra.

AMD počítá s výrobou FinFET u GlobalFoundries

Stejné úvahy jako u Nvidia GPU,, můžeme aplikovat i na AMD. Ta se naopak nechala slyšet, že spíše počítá se 14nm FinFET technologií GlobalFounries (+ Samsung) než čímkoli jiným, ale opět platí, že první fáze jen těžko bude zahrnovat obrovská složitá GPU s 10+ miliardami tranzistorů. V případě AMD se může GlobalFoundries postarat jak o ARMy (s nimiž firma za bývalého ředitele Rory Reada začala), tak menšími x86 SoC, jejichž výrobu již částečně GlobalFoundries realizuje na současné 28nm technologií. Firma pro AMD vyrábí i některá GPU (což plyne z povahy samotných x86 APU AMD), ale brzký příchod velkých GPU opravdu nečekejme.

Informace od AMD nijak nevylučují použití 16nm FinFET u TSMC, ale vše bude závislé od dostupných kapacit jak u GlobalFoundries/Samsungu, tak u TSMC. Vypadá to totiž, že Apple realizuje větší část objednávek FinFET výroby právě u Samsungu, navíc AMD má s výrobou GPU u TSMC letité zkušenosti a přechod s dočasným využitím 20nm procesu (který již je v běhu) s následným využitím dostupných kapacit jak na 1. generaci 16nm FinFET, tak na 2. generaci 16nm FinFET+ je rozumná diversifikace rizika.

Vypadá to, že nám díky spojení Samsungu s GlobalFoundries vyrůstá velmi silná konkurence pro TSMC v oblastech, kde se tchajwanskému pekaři vaflí podařilo v minulé dekádě vybudovat si takřka monopol. Ten ale nyní padá, jasným indikátorem je Apple.

GPU Samsung pro ARM již v příštím roce

Samsung to bere opravdu radikálně rychle. Sotva několik týdnů po oznámení vývoje, přichází informace, že vlastní GPU bude mít jihokorejský gigant již příští rok, konkrétně v první polovině. Vzhledem k tomu, že Samsung vyvíjí i vlastní CPU, lze očekávat, že jednoho krásného dne příští rok bude mít k dispozici plně vlastní ARM SoC, s modifikovanou CPU i GPU architekturou, částečně po vzoru Qualcommu, případně Nvidie (která ARM CPU kombinuje s plně vlastní in-house GPU na bázi Kepler či nově Maxwell architektury).

Je praktiky jisté, že budoucí smartphony či tablety budou prvními produkty s těmito čipy. Jestli si Samsung nechá své technologie následně pro sebe exkluzivně, nebo je nabídne i světu, to uvidíme. A nedivil bych se ani, kdyby se tato SoC stala srdcem i dalších produktů, například televizorů či multimediálních přehrávačů.

Nové grafiky Matrox zakládají na GPU Radeonu HD 7700

Řada C grafických karet Matrox nabízí až 6 výstupů typu DisplayPort, u vyššího modelu s podporou rozlišení 4k. Až sem sahají schopnosti architektury GCN, kterou disponuje GPU „Cape Verde“, postarší čip, který Matrox má licencován od AMD pro tyto nové karty. Míří pochopitelně na naprosto odlišný segment než herní grafiky.

Dva nové modely jdou na trh jako první. Matrox C420 disponuje čtyřmi a Matrox C680 šesti DisplayPorty. První karta má stanoveno maximální rozlišení na 2560×1600, druhá 4096×2160 - té se týká schopnost do tří výstupů zvládat 60Hz zobrazení na každém, pro 4 až 6 pak jen 30 Hz. Grafická paměť typu GDDR5 má v obou případech velikost 2 GB. Vyvedeny jsou konektory typu Secure miniDisplayPort, který nelze odpojit jednoduchým vytažením kabelu z konektoru. Podporováno je i multistream audio, nezávislé pro jednotlivé výstupy.

Jak bylo a je u Matroxu zvykem, ceny jsou vysoké a souvisí i s dodávaným obslužným softwarem PowerDesk. Nižší model vyjde na 449 euro, vyšší na 549. Cena je ale srovnatelná s architektonicky odpovídající kartou AMD FirePro. Dobrá zpráva: mezi podporovanými systémy uvádí Matrox i Linux (bez bližšího upřesnění)

       

Komentáře

[koudy]

DisplayPort je zlo!

Připojování a odpojování trošku nekvalitního konektoru znamená během půl roku zlomit buď ty "packy" které "zamykají" konektor do DP. (i tak konektor v pořádku drží, nechápu kterej kkt vymyslel ten zámeček - to je dle mého jen ku**ítko) - většinou se toto nestává, ty trny jsou většinou kovové, ale je tu vždy druhá možnost..

Omačkáte mechanické "tlačítko" které odemyká zámeček, takže ten zámek pak nejde otevřít a nastupuje větší než malá síla, otevření konektoru násilím a následné uražení těch zámků.(vlastní zkušenost)

Jednoduše - standard HDMI tu už je, tak PROČ?!?!

Teď jsem nově pořídil lepší konektor a vypadá, že ten vydrží, ale zatím slouží jen půl roku, takže nechci předbíhat.

[lertimir]

Až na to, že Matrox nesou grafiky, kde by se časté přepojování konektorů očekávalo a bylo žádané. A navíc přes HDMI se 4k v 60Hz dá procpat až v verzi 2.0, což zatím nemají ani karty a ani displaye.

[koudy]

Jj tomu rozumím proč tam je DP - šlo mi spíš o to zdvojování standardu, jen proto že v této verzi je o něco pomalejší/má jinou přenosovou šířku.

"Výhody" které vlastně ani nejsou na jiný standard, ale pouze něco aby jsem se odlišoval na chvíli od konkurence.

Vždyť HDMI s tím samým přijde taky, jen o pár verzí déle. Kdyby raději vytvářely 1 standard a pak všichni používaly stejný...

No a trošku jsem si chtěl postěžovat, protože ten DP konektor není mechanicky úplně ideálně vyřešen.

Tím samozřejmě nechci říct, že by jsme měly všichni komunikovat po COM, nebo LTP portu! :)

[Conscript89]

Vždyť HDMI s tím samým přijde taky, jen o pár verzí déle. Kdyby raději vytvářely 1 standard a pak všichni používaly stejný...

Pozdeji! Sakra, ze ja se vubec nervuju, je patek, bude vikend, uff... Uz jsem klidnej.

[koudy]

Tak pokud Vám na mém vyjadřování vadí pouze toto, opravdu jsem se zlepšil. :)

Omlouvám se za prznění češtiny a přeji klidný víkend.

Jen tak pro příště - stěžovat si na to, že píšu jako *** a nepsat diakritikou vypadá zvláštně ;)

[Conscript89]

Jo, za tu diakritiku se omlouvam, kdyz ja proste neumim psat na ceske klavesnici a vzdycky pouzivam US. A dekuju za prani a opetuji jej :)

[tom62]

Jsou i horší konektory, třeba micro USB 3.0. Proč se to jmenuje micro, když je to větší než USB 3.0 A?

[Jiří Svoboda]

Za použití HDMI se platí licenční poplatek, za použití Display Portu ne...

[frr]

+1. Pokud se správně pamatuju, DP vymyslel a prosadil Intel. Sice hrál v grafice třetí housle (co do výkonu, možná první housle v počtu prodaných kusů), ale už ho štvalo, že poslední skutečně univerzální video rozhraní v počítačích je analog RGB VGA na DB15. DVI ani HDMI nebylo royalty-free, prosazovalo se s obtížemi a už v době svého vzniku mělo dost omezený bandwidth na tehdy soudobé možnosti grafických čipů a displejů (popravdě to měl první DP taky Tak si Intel navrhl něco svého, co si mohl upgradovat v rytmu podle svých potřeb a dávat to zadarmo, aby tak pomohl svým grafikám k větší popularitě...

[frr]

+1 . Někteří naši zákazníci naopak preferují DVI, protože má klasické "Dsub-like" pouzdro s upevňovacími šroubky, takže je trochu odolné vůči vibracím. HDMI pro cokoli kde hrozí byť mírné vibrace je špatný vtip. MiniDP s přídavným aretačním šroubkem (viz nové Matroxky) vypadá pro tyto případy relativně dobře (mohly být ty šroubky dva proti sobě, ale člověk nemůže chtít vánoce dvakrát do roka).

[ET]

Vypadá to, ženám díky - hehe, tady nekdo mysli na neco jinyho

[ITPhysx]

Ohledně DP a HDMI je tu snadné vysvětlení...

HDMI je DVI se zvukem a podporou Ethernet (od 1.4)

DP je vlastně Thunderbolt (používaný v apple device) tzn. minidisplay port je thunderbolt port. Navíc komunikuje, pokud se nemýlím, přímo s PCIe takže je to trochu jinde než DVI a HDMI používané pouze na obraz nebo zábavní elektronice.

Prostě a jednoduše HDMI spojíte lépe s domácností telkou a konzolí ale DP sic taky (Apple) ale má navíc lepší možnosti a rychlosti.

[frr]

S tím Thunderboltem je to nepatrně složitější. Oni údajně multiplexují x1 PCI-e linku s kanálem DisplayPort na společném signálovém páru, který údajně jede 10 Gbps. Že Apple použil na svých počítačích pro Thunderbolt stejný MiniDP konektor, který se původně používal pro čistý DisplayPort, to je jenom matení nepřítele a projev netriviálně zajištěné zpětné kompatibility (při připojení starého DP "konzumenta" se port přepne do "legacy DP" režimu).

DiplayPort je samostatný standard ve smyslu modulace a kódování, který předcházel Thunderboltu. Nižší vrstvy připomínají v některých ohledech DVI/HDMI. Opět to jede po čtyřech párech čistý výstup, ale už to není "tik ťak pixel za pixelem v pevném taktu RGB+hodiny", ale jedná se o primitivní paketový přenos (později obohacený o "přenos pouze změn"). Taky fyzická vrstva už nepoužívá napěťové úrovně původního TMDS známého z DVI/HDMI, použité úrovně jsou nižší.
DP lze na HDMI převést relativně jednoduchým level-translator donglem - DP konektor obsahuje pro tento účel napájení a detekční pin, takže když se grafika s výstupem DP dozví, že má připojený dongle, pustí do DP konektoru HDMI framing a analogový level translátor v donglu zajistí zbytek. Stránka na wikipedii označuje tento level translátor (dongle) jako "pasivní" - to je terminologicky špatně, on není pasivní, on pouze neprovádí konverzi framingu, je tedy hloupý, ale protože obsahuje aktivní křemíkové součástky (linkové budiče) tak nějaké napájení potřebuje.

[koudy]

Ach můj bože ono je to složitější :)

Děkuju za vyjasnění HDMI x DP, měl jsem za to, že to je téměř 1:1 záměnné.

Ok, teď mě stále vadí že to jsou 2 standardy, ale už rozumím proč... Díky za vysvětlení.

[Spike]

Hardware a elektronice prd rozumím, ale četl jsem snad, že LVDS používané DisplayPortem je taky mírně výhodnější v tom, že je to "nativní" přenos používaný LCD panely (standardizováno jako eDP v laptopech?). Nebo tak něco. Někdo mě určitě doplní nebo opraví. :)

[frr]

Rád se toho ujmu Ano existuje varianta eDP pro laptopy apod., jako náhrada dosavadního LVDS (před ním se používalo paralelní TTL). Pokud mohu soudit, DP/eDP ale nemá s dosavadním LVDS kompatibilní ani framing, ani napěťové úrovně. Viz třeba tenhle datasheet. Napěťové úrovně jsou zmíněny v tabulkách na straně 21 a 23 ("differential voltage"). Framing taky není kompatibilní - pokud by byl kompatibilní, ten šváb by byl o poznání jednodušší, nebo by nebyl vůbec potřeba