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Le 0.09µ : intérêts

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Profitons de cette occasion pour faire quelques rappels sur l’avantage d’utiliser une finesse de gravure plus fine pour un constructeur de CPU. L’intérêt le plus clair est économique. Le fait d’utiliser un process plus fin permet en effet de réduire la surface du die du processeur. Or ces dies sont gravés sur des wafers circulaires, de diamètre fixe pour une usine et une ligne de production données. En réduisant la surface du die, il est donc possible de caser plus de die sur chaque wafer, et donc d’augmenter la productivité tout en réduisant les coûts de fabrication.


Tout cela restant assez théorique, venons-en aux chiffres. Le core AMD le plus répandu actuellement est le Newcastle, qui présente la particularité d’être muni de 512 Ko de cache L2 et 128 Ko de cache L1 (cf ces tableaux de notre test des 4000+/FX-55). Il représente 68,5 millions de transistors. Gravé en 0.13µ, cela représente une surface de 145 mm². Via le process 0.09µ (on parle alors du core Winchester) on tombe à 84 mm², soit à peine 58 % de la surface du 0.13µ alors que le process 0.09µ représente 69 % de la taille du 0.13µ ! Cette différence s’explique par le fait que quand on parle d’une finesse de gravure de 0.09µ pour un processeur, cela représente en fait la taille des grilles des transistors. D’autres éléments sont gravés plus finement. Il n’est pas impossible que l'optimisation de la taille de certains composants des librairies 0.09µ qu’AMD utilise permettent un gain supplémentaire. Mais revenons-en simplement à la surface du die à proprement parler.

Nous savons que les wafers utilisés dans l’usine Fab 30 d’AMD ont un diamètre de 200 mm. En partant de l’hypothèse légèrement erronée que le core Newcastle est carré, nous arrivons à caser 190 die de 145 mm² (0.13µ) sur un tel wafer (image obtenu via l’utilitaire de Rick Hodgin) :


Avec le Winchester et partant de la même hypothèse, on arrive à placer pas moins de 335 die de 84 mm² !


Récapitulons : via des grilles de transistors réduites de 31 %, le passage du 0.13µ au 0.09µ permet donc une réduction de la surface du die de 42 %, et une augmentation du rendement brut des wafers d’environ 76 % ! Evidemment, il convient de nuancer par le fait qu’en étant utilisé pour la première fois, cette finesse de gravure entraîne des yields (taux de processeurs opérationnels en sortie d’usine) plus faibles qu’avec le 0.13µ qui est bien maîtrisé. Mais les gains potentiels restent considérables.

A un niveau plus pratique pour les utilisateurs finaux, le 0.09µ présente également l’avantage d’une plus faible consommation énergétique. Ce qui se traduit directement par une dissipation plus faible dans le cas d’un composant électronique qui ne peut transformer cette énergie électrique qu’en énergie thermique (chaleur). Cela permet donc généralement une meilleure montée en fréquence vis-à-vis du process précédent, et une propension plus forte à l’overclocking pour une fréquence donnée.

Pourtant, cette explication est incomplète. Car si la consommation diminue, nous l’avons vu au-dessus la surface du die diminue également et plus fortement encore. Du coup, la densité thermique augmente, ce qui peut expliquer que dans certains cas les processeurs utilisant une meilleure finesse de gravure peuvent présenter une température interne supérieure, malgré la dissipation moindre. D’où l’importance croissante des waterblocks disposant d’une grande surface mouillée juste au-dessus du core comme en sont capables les waterblocks à microstructures.

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lapine 25/10/2004 00:31
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vivement k'il arrvie en quantité ,ainsi que les nouvo model de carte mère,pour que l'enssemble CPU+CM coute moin cher,enfin peut etres.

lapine 25/10/2004 00:51
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un peux domage pour le bug de la carte mere!!!

spar 25/10/2004 01:18
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Je vais bientot m'acheter un 3500+, lequel est le meilleur pour l'o/c, voila la question?

lapine 25/10/2004 02:07
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Spar a écrit :

Je vais bientot m'acheter un 3500+, lequel est le meilleur pour l'o/c, voila la question?




ben tout dépende de la serie tu toute facon les CPU 0.09µ sont concu pour chauffer plus,mais cela ne veux pas dire k'il monteront plus haut

apres les proceders de fabriquationpeuvent s'amélioré avec le temps

donc faut attendre ke le proceder 0.09µ soit mieux métrisé.

drouvre 25/10/2004 09:06
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c'est pas grave qu'il soient en retard :)

NiahBoumPof is back 25/10/2004 09:14
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ce que j'en retiens c'est qu'il faudrait arreter de vouloir miniaturiser a tout prix sans en etudier les consequenbces avant: ca chauffe de plus en plus sur des surfaces de plus en plus petites :/
faudrait revenir dans le passé histoire de montrer a un possesseur de celeron 366 qu'aujourd'hui sur nos becannes on doit mettre des Zalman7000 ou des XP90

tommy31 25/10/2004 09:15
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Citation " En revanche, ce problème montre bien les difficultés croissantes liées à l’utilisation d’une meilleure finesse de gravure. Il est probable que le 0.09µ constitue un tournant à cet égard, et que les difficultés rencontrées par Intel et AMD attestent de l’intérêt de plus en plus réduit des procédés lithographiques pour assurer l’évolution de fréquence et de performance des CPU. "

Ca veut dire qu'il existe d'autre procédés de gravure qui permettront de passer au 0.065µ et au 0.045µ qui me semblent prévus par Intel ???

Edit : je viens de penser à un truc : si AMD produit environ 50% de dies 0.09µ de plus par wafer, il pourrait vendre ses CPU 0.09µ 50% moins cher en théorie disons 30% en pratique moins cher pour amortir les frais de la nouvelle technologie et faire un benef superieur.

rip666 25/10/2004 09:44
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Spar a écrit :

Je vais bientot m'acheter un 3500+, lequel est le meilleur pour l'o/c, voila la question?


je ne vois toujours pas l'interet de prendre un processeur ultra haut de gamme qui vaut bien cher pour l'o/c moi :D

joce 25/10/2004 10:11
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NiahBoumPof is back a écrit :

ce que j'en retiens c'est qu'il faudrait arreter de vouloir miniaturiser a tout prix sans en etudier les consequenbces avant: ca chauffe de plus en plus sur des surfaces de plus en plus petites :/
faudrait revenir dans le passé histoire de montrer a un possesseur de celeron 366 qu'aujourd'hui sur nos becannes on doit mettre des Zalman7000 ou des XP90


tu conclus un peu rapidement quand meme :D
Et puis t'inquietes il savent ce qu'ils font :D

cyrano 25/10/2004 10:13
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Bon concernant la formule de calcul de la puissance, elle reste vrai pour la téchno CMOS _mais_ la composante courant de fuite devient de la même ordre de grandeur. Donc on a :

puissance = capacitance * fréquence* tension² + courant_de_fuite*tension

La finesse de gravure fait baisser la capacitance et permet aussi la baisse de la tension mais fait augmenter les courant de fuites qui étaient avant négligeable.

Au niveau des calculs thermiques, ma thermo est loin mais une température n'est pas lié directrement à l'energie.
Pour faire une analogie avec le courant électrique, la puissance dissipé est similaire à l'intensité et la température à la tension (ou l'inverse m'enfin c'est l'idée). Les radiateurs sont comparrable a des résistances (donné en W/° de dissipation).

Donc sur une surface plus petite, dissiper un peu moins d'énergie fait augmenter la température car le radiateurs au dessus fournis une résistance thermique plus grande (échange moins bon).

joce 25/10/2004 10:21
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soit dit en passant j'avais lu qu'AMD comptait faire des modifs pour optimiser la consommation en mettant des transistors plus lents mais avec moins de courant de fuite justement la ou il n'y avait pas besoin de grande vitesse de commutation, et des transistors rapides, mais avec leak forcement sur les criticals paths.

NiahBoumPof is back 25/10/2004 11:45
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joce a écrit :

tu conclus un peu rapidement quand meme :D
Et puis t'inquietes il savent ce qu'ils font :D



[:peur]

D@rKF@LC0N 25/10/2004 14:34
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Que se soit Intel ou AMD ils sont tous les deux dans la merde en ce qui concerne les temperatures de fonctionnement.
Le Bi-core ne va rien simplfié.

Ils font une course aux performances en ne trouvant pas de reelles solutions a ce probleme. Ils esperent sur des trucs simplistes comme le BTX. Sur le fond ca va rien changer... :/

drouvre 25/10/2004 14:39
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D@rKF@LC0N a écrit :

Que se soit Intel ou AMD ils sont tous les deux dans la merde en ce qui concerne les temperatures de fonctionnement.
Le Bi-core ne va rien simplfié.

Ils font une course aux performances en ne trouvant pas de reelles solutions a ce probleme. Ils esperent sur des trucs simplistes comme le BTX. Sur le fond ca va rien changer... :/


tellement dans la merde que VIA va rafler tout le marché [:matleflou]

NiahBoumPof is back 25/10/2004 15:46
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drouvre a écrit :

tellement dans la merde que VIA va rafler tout le marché [:matleflou]



ben ouais via fait dans la securité mainbtenant [:dawa]

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