AMD Ryzen Mobile 4000: mesure de la taille des matrices de Renoir

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Je suis à peu près sûr que la prochaine fois que je me rendrai à un salon où un nouveau silicium est annoncé, le prochain outil dont j'ai besoin dans mon sac à dos est un ensemble d'étriers pour mesurer la taille de la matrice. Bien que la taille de la puce ne signifie pas en soi un nombre en soi, c'est le résultat final de beaucoup de travail acharné, d'une co-conception ciblée entre les ingénieurs du silicium et les fabricants de semi-conducteurs, et finalement il y a un équilibre fin entre les fonctionnalités, la taille, les performances, la puissance et, en fin de compte, le coût. Avec AMD présentant le premier processeur 8 cœurs basé sur x86 à entrer dans l'enveloppe de puissance de 15 W, la découverte de la taille de la puce est l'un des éléments de notre enquête sur la façon dont AMD a créé son nouveau produit Renoir / Ryzen Mobile 4000.

Quand j'ai vu le silicium pour la première fois, je ne pouvais pas prendre de photos. Au lieu de cela, j'ai dû deviner la taille en la plaçant manuellement à côté d'un chiplet Zen 2 à 8 cœurs du monstre Threadripper 3990X d'AMD. Nous connaissons la taille de la filière depuis un certain temps maintenant, à 10,32 x 7,34 mm, ou 75,75 mm2. Je suppose à l'époque que le nouvel APU Renoir était presque exactement le double du chiplet Zen 2, et je veux dire que c'était effrayant de voir à quel point doubler sa taille. Au moment de l'annonce du Ryzen Mobile 4000, j'avais déclaré dans notre article que j'avais estimé 150 mm2 pour la taille de la matrice. Il s’avère que je ne me trompais pas trop.

Cette image n'est pas à l'échelle.

Plus tard au CES, je suis monté sur le stand AMD et cette fois, ils étaient plus qu'heureux pour moi de prendre des photos du nouveau silicium. Le 3990X était également là, donc je pouvais placer les deux côte à côte et obtenir une photographie de référence raisonnable sur laquelle faire des calculs. C'est le point de l'événement où j'aurais dû penser à apporter des étriers! Prendre des photos de puces est en fait assez difficile, assurez-vous de les aligner parfaitement pour obtenir la même perspective, mais aussi d'avoir suffisamment de lumière pour obtenir des bords de silicium clairement définis.

Sur notre photo, le chiplet Renoir que vous remarquerez peut-être très légèrement incliné par rapport à la caméra, ce que nous avons compensé dans nos mesures.

Dans cet esprit, voici nos chiffres.

Le chiplet Zen 2 à gauche mesure 10,32 mm par 7,34 mm, soit un rapport de 1,406 pour 1.
Dans notre image, le chiplet mesure 265 pixels par 189 pixels, ce qui représente un rapport de 1,402 pour 1.

Dans notre image, le SoC Renoir mesurait 282 pixels par 350 pixels, ce qui représente un rapport de 0,806 à 1.
Si nous prenons les dimensions de pixels correspondantes, cela nous donne 10,98 mm par 13,59 mm, un rapport de 0,808 pour 1.

Cela signifie que la taille de la puce d'un APU Renoir à huit cœurs avec huit 2Dakota du Nord Unités de calcul Gen Vega, selon nos calculs, 149,27 mm2.

Die Tailles
AnandTechXyTaille de la matriceProcessusNoyauxUE /
UC
AMD Zen 2 Chiplet10,327.3475,75 mm2TSMC N78
Intel Ice Lake11,4410,71122,52 mm2Intel 10464
Intel Tiger Lake13,6410,71146,10 mm2Intel 10+496
AMD Picasso19,2110,92209,78 mm2GF 12411
AMD Renoir APU13,5910,98149,22 mm2TSMC N788

C'est assez proche de mes 150 mm2 estimation, et j'ai également parlé à quelques personnes de confiance qui ont suivi les tailles de structure de matrice Zen 2 et les tailles de structure graphique, et elles sont apparues très similaires, en 1 mm2 ou alors.

À 149,27 mm2, en supposant qu'AMD atteint le même rapport de défauts sur le silicium que celui rapporté par TSMC pour le procédé N7 standard (0,09 défauts par cm2), le rendement du procédé devrait être d'environ 90%. Évidemment, cela ne tient pas compte de la fabrication pour le rendement ou de la distribution de la puissance / fréquence des puces dans une tranche, mais c'est quand même assez impressionnant.

Avant qu'AMD n'annonce cette nouvelle puce, il y avait beaucoup de spéculations sur la façon dont AMD la construirait: soit quatre cœurs avec plus de graphiques, soit huit cœurs et graphiques seulement un peu mieux. L'un des facteurs était la taille de la matrice: à 200 mm2, on aurait pu s'attendre à ce qu'AMD utilise définitivement huit cœurs. Pour sous 125 mm2, afin de maintenir les performances du GPU, peut-être qu'une conception quadricœur a été appropriée. Cependant, AMD revendique une grande victoire ici: huit cœurs Zen 2, avec des fréquences à 1,8-4,3 GHz à 15 W, et malgré moins d'unités de calcul graphiques (de 11 à 8), une revendication de performances par unité de calcul plus élevée de + 56% signifie que les performances sont en fait supérieures. Tout juste un peu moins de 150 mm2.

Nous vivons dans le futur. Je ne peux pas attendre plus.

Il convient de noter que le numéro officiel d'AMD pour la taille de la puce Zen 2 est de 74 mm2. Ceci est dérivé du plan d'étage de la puce, qui pendant la fabrication a un espace supplémentaire ajouté pour assurer une séparation nette des matrices entre les impressions de matrices adjacentes. En fin de compte, ce que nous obtenons en tant que consommateur est cette voie de séparation (connue sous le nom de voie de scribe) d'un côté à l'autre de la matrice, qui est juste légèrement plus grande que le plan d'étage qu'AMD fournit à l'usine de fabrication / TSMC. Avec les étriers, nous obtenons cet espace supplémentaire, qui est supérieur à la taille indiquée par AMD.