AMD's 65nm Process CPU's Leak ?

[mascarilha]

AMD's 65nm Process CPU's Leak ?


AMD seems to be having problems with leakage in their new processors a common problem with shrinking components where electricity can literally burrow out of a semiconductor and even blow entire circuits. A guy over at Investors Hub named wbmw located the problem in AMD's thermal design guide.

Interesting AMD 65nm Process Variation Analysis. I was looking through AMD's thermal design guide, and found some interesting results. If you look at the IDD current of their C1 states, you get an idea of the leakage at various voltages. I looked at their current CZ (F3 stepping, 90nm) and their DD (G0 stepping, 65nm) parts at the max P-state (1.2-1.3V for 65W TDP parts and 1.3-1.35V for 89W TDP parts) and min P-state (1.1V for all products). I pay special attention to their 3800+ part, which was their downbinned part for 90nm (therefore, highest leakage), and their higher bin parts, which presumably require binning for low leakage in order to fit in the power envelopes.
Note that with the new price cuts, AMD's new 90nm downbin is a 4200+ part, which is not listed in this already outdated thermal guide. For 65nm, their downbinned part was the 3600+ part. Today, it is 4000+. Note that you can see the part name in the ID Tag.

ID Tag Process IDDC1@HighV IDDC1@LowV
ADO3800IAA5CZ 90nm 23.4A @ 1.25V 7.6A @ 1.1V
ADO5000IAA5CZ 90nm 14.8A @ 1.25V 4.8A @ 1.1V
ADA5000IAA5CZ 90nm 24.8A @ 1.35V 5.7A @ 1.1V
ADA5600IAA6CZ 90nm 21.5A @ 1.35V 5.0A @ 1.1V
ADO3600IAA5DD 65nm 32.2A @ 1.30V 11.2A @ 1.1V
ADO4000IAA5DD 65nm 26.5A @ 1.325V 7.8A @ 1.1V
ADO4400IAA5DD 65nm 24.1A @ 1.325V 7.1A @ 1.1V
ADO4800IAA5DD 65nm 17.9A @ 1.35V 4.6A @ 1.1V
ADO5000IAA5DD 65nm 16.6A @ 1.35V 4.4A @ 1.1V


It looks to me like AMD splits 65nm parts into three buckets: let's call them low, medium, and high leakage.
1. The low leakage parts are used for the 4800+ and 5000+ products. They are lower leakage than AMD's best 90nm parts. This is good news. They draw about 8% less current at 1.1V, and about 23-28% less current at 1.35V.
2. The medium leakage parts are used for the 4000+ and 4400+ products. They are somewhat as high in leakage than AMD's leakiest parts on 90nm, and definitely leakier than their 90nm median parts. The 4000+ part, for example, draws more current at 1.1V than AMD's downbinned 3800+ part on 90nm. At 1.325V, they are drawing more current than AMD's high end 90nm parts at 1.35V. This is certainly not good news, and suggest that the median of AMD's 65nm process leakage is worse off than at 90nm.
3. The high leakage parts are downbinned to the 3600+ chip. Although this part has been removed from the current lineup, it's not clear whether they are still producing these and selling them as 4000+ parts, or whether their process has improved. At any rate, these parts are insanely leaky. A 1.1V, they are drawing almost 50% more current than AMD's worst 90nm part. And good thing AMD restricted the voltage to 1.3V, because even at this voltage, the leakage towers over the entire 90nm product line. I think these results are pretty interesting, and may explain why AMD has not been able to ramp 65nm. The leakage is killing them, and only their lowest leaking parts are able to hit 2.6GHz at 1.35V, and still maintain a reasonable power envelope. Also, I found something interesting in one of the other AMD datasheets I was looking at. Ever wonder why AMD's Brisbane chips do so much better in idle power dissipation tests done by reviews...? It's because they enabled a new mobile sleep state on it.
Check out Table 64 on page 278. Previously, desktop chips supported no better than C1 Halt state. Starting with G-step (Brisbane), they now support C3. Interesting that AMD has needed to start enabling mobile sleep states on their desktop parts. Intel's mobile parts support all the way down to C4E, while their desktop parts only support C1E. C4E flushes the cache and goes to a lower voltage than regular C4. C1E is also lower voltage than regular C1. Note that Brisbane also supports C1E and can hit lower idle power in that state. AMD doesn't state the voltage of that state, so I didn't bother listing it in the above tables. At any rate, their C1 is still at 1.1V, which is nice, because it lines up with current 90nm parts. Anyway, I thought people would find this interesting.

Source: InvestorsHub

:thumbsup:

 

[Kursk_crash]

alguem que explique isto em português !! please.

daí o 3600+ tar a 55 euros

 

[DMH]

Os que tem menor leak são os melhores os com maior leak ficam para os menos performantes

 

[Koncaman]

É de facto interessante...
mas creio que este tipo de problemas são relativamente normais em processos de fabrico recentemente adoptados... é pena a pesquisa não ter chegado aos primeiros CPUs a 90nm (Manchester / Toledo) para tirar as duvidas.
também não sei ate que ponto este facto pode ser preocupante, no que a fiabilidade diz respeito.

A TDP deve no entanto permanecer inalterada... A solução de adoptar novos estados de espera é provavelmente uma solução temporaria.

 

[blastarr]

É de facto interessante...
mas creio que este tipo de problemas são relativamente normais em processos de fabrico recentemente adoptados... é pena a pesquisa não ter chegado aos primeiros CPUs a 90nm (Manchester / Toledo) para tirar as duvidas.
também não sei ate que ponto este facto pode ser preocupante, no que a fiabilidade diz respeito.

A TDP deve no entanto permanecer inalterada... A solução de adoptar novos estados de espera é provavelmente uma solução temporaria.

O processo de fabrico 65nm na AMD está no mercado há 8/9 meses, já não é tão recente assim.
Além disso, as CPU's nele fabricadas são simples shrinks das versões low-end dos Athlon 64 X2, nem sequer tem sido "puxado" para ser usado em topos de gama.

Agora percebem o porquê disto...

 

[Koncaman]

mas tal como eu disse quando respondi a esse post, o processo de 90nm esta inevitavelmente num estagio mais avançado... são ja cerca de 3 anos de serviço deste processo de fabrico, desde o winchester...

e na altura da entrada no mercado dos winchester, os FX continuaram a ser Clawhammer, até à chegada dos Venice / San Diego, quase um ano depois.

 

[ajax]

O processo de fabrico da AMD não é igual da INTEL. Estão a olhar para os 90nm como se fosse um processo estático que não sofreu evoluções. Os 90nm da AMD já devem estar mais perto dos 65 do que dos 90nm. Os 65nm estão neste momento a produzir Barcelonas em força que já deviam de ter sido entregues há 1 mês. Esquecem-se que os CPUs não levam 1 dia a fabricar.

 

[blastarr]

mas tal como eu disse quando respondi a esse post, o processo de 90nm esta inevitavelmente num estagio mais avançado... são ja cerca de 3 anos de serviço deste processo de fabrico, desde o winchester...

e na altura da entrada no mercado dos winchester, os FX continuaram a ser Clawhammer, até à chegada dos Venice / San Diego, quase um ano depois.

Sim, mas isso não devia ter acontecido agora.
Porquê ?
A AMD ía ficar com duas fábricas a laborar em simultâneo em Dresden, mas em vez de desenvolver a FAB36 mais depressa em direcção aos 65nm -o plano original-, decidiu fechar a FAB30 para obras (para a converter na FAB38, um plano entretanto bloqueado a meio do caminho...) e usar a FAB36 para continuar o node de 90nm.
Ora esta dependência de uma única fábrica, ou a separação de uma fábrica em linhas de produção automatizadas com diferentes processos de fabrico, normalmente dá barraca.
A Intel nunca faz isso.

Se acontece alguma coisa "má" (leia-se, leakage) ao processo de fabrico mais avançado, ele impede, por um lado o fabrico em massa de CPU's mainstream, e por outro desvia o foco dos engenheiros de aperfeiçoar o processo mais avançado, para o optimizar o processo corrente até o novo estar corrigido, não há um plano de "backup" e divide a equipa de engenharia.
Em suma, estão sempre limitados por só possuirem uma fábrica, quando o plano era fazer a FAB36 para laborar ao lado da FAB30 (que já na altura -2001- podia ser adaptada para fabricar CPU's até 65nm com um pequeno investimento, em vez de ser practicamente preenchida com novo e caro equipamento para suportar processos até 32nm).


E agora, com a FAB38 basicamente parada, a fábrica de Luther Forest a não passar de um sonho distante, e a FAB36 a ser usada como única fonte de produção, a empresa vê-se obrigada, numa altura em que a falta de dinheiro fresco aperta, a recorrer a processos de fabrico em fábricas externas à empresa (Chartered Semiconductor, agora fala-se na TSMC -mas eu não acredito muito, pois a TSMC não tem uma licença SOI/SSOI da IBM, ao contrário da primeira-), o que naturalmente encarece o produto final para a AMD e levanta questões em termos de yields e planeamento/segmentação de produção.

 

[ajax]

Se acontece alguma coisa "má" (leia-se, leakage) ao processo de fabrico mais avançado, ele impede, por um lado o fabrico em massa de CPU's mainstream, e por outro desvia o foco dos engenheiros de aperfeiçoar o processo mais avançado, para o optimizar o processo corrente até o novo estar corrigido, não há um plano de "backup" e divide a equipa de engenharia.
Em suma, estão sempre limitados por só possuirem uma fábrica, quando o plano era fazer a FAB36 para laborar ao lado da FAB30 (que já na altura -2001- podia ser adaptada para fabricar CPU's até 65nm com um pequeno investimento, em vez de ser practicamente preenchida com novo e caro equipamento para suportar processos até 32nm).


E agora, com a FAB38 basicamente parada, a fábrica de Luther Forest a não passar de um sonho distante, e a FAB36 a ser usada como única fonte de produção, a empresa vê-se obrigada, numa altura em que a falta de dinheiro fresco aperta, a recorrer a processos de fabrico em fábricas externas à empresa (Chartered Semiconductor, agora fala-se na TSMC -mas eu não acredito muito, pois a TSMC não tem uma licença SOI/SSOI da IBM, ao contrário da primeira-), o que naturalmente encarece o produto final para a AMD e levanta questões em termos de yields e planeamento/segmentação de produção.

Há uma grande falha no teu raciocínio. Tenta ao menos perceber bem como funcionam as fábricas da AMD.

http://www.amd.com/us-en/Corporate/AboutAMD/0,,51_52_9999,00.html

A TSMC vai produzir gCPUs para a AMD em silício bulk, em especial os GPUs Fusion.

 

[DJ_PAPA]

Além disso, as CPU's nele fabricadas são simples shrinks das versões low-end dos Athlon 64 X2, nem sequer tem sido "puxado" para ser usado em topos de gama.

Agora percebem o porquê disto...

Athlon X2 BE-2350 que funciona a 2.1GHz overclocka ate aos 3003MHz. Aumento de frequência de 50%.
http://www.techreport.com/reviews/2007q2/athlon-x2-be2350/index.x?pg=14

Nada mau para quem diz que os 65nm estão maus.

Os 65nm estão de boa saude e os yelds tb (a AMD ja confirmou). O que não está ainda bem é o design do K10.

 

[blastarr]

Athlon X2 BE-2350 que funciona a 2.1GHz overclocka ate aos 3003MHz. Aumento de frequência de 50%.
http://www.techreport.com/reviews/2007q2/athlon-x2-be2350/index.x?pg=14

Nada mau para quem diz que os 65nm estão maus.

Os 65nm estão de boa saude e os yelds tb (a AMD ja confirmou). O que não está ainda bem é o design do K10.

Chega aos 3GHz ?
Quem bom ! E isso chega para bater um E4300 em OC à mesma velocidade ? Pois...
A maior parte dos Core 2 Duo/Quad passa -e bem- dos 3GHz com facilidade, um dos meus E6600 está a 3.5GHz a ar com um cooler já antigo (CNPS7000B).
Clock por clock, um A64 não tem a mínima hipótese contra um Core 2, e mesmo com diferenças de 500MHz+ continua a sentir dificuldades para chegar ao nível de performance do concorrente directo em termos de preço.

 

[DJ_PAPA]

Chega aos 3GHz ?
Quem bom ! E isso chega para bater um E4300 em OC à mesma velocidade ? Pois...
A maior parte dos Core 2 Duo/Quad passa -e bem- dos 3GHz com facilidade, um dos meus E6600 está a 3.5GHz a ar com um cooler já antigo (CNPS7000B).
Clock por clock, um A64 não tem a mínima hipótese contra um Core 2, e mesmo com diferenças de 500MHz+ continua a sentir dificuldades para chegar ao nível de performance do concorrente directo em termos de preço.

Lê o que eu escrevi sff.
Tu disseste que os 65nm da AMD so dao meia duzia de Mhz e tao fraquinhos que so dão para Low-end.
Eu mostrei-te que esses CPU´s de meia duzia de Mhz overclockam para 3.0Ghz e consequentemente 50% de overclock.

Tu vens falar de C2D quando ninguém nesta tread falou de C2D. Tou a falar alhos para responderes em Bugalhos. O habitual.
E ainda vens dizer que clock por clock um A64 é pior que um C2D. uau ninguém tinha dado conta até á data.

 

[blastarr]

Lê o que eu escrevi sff.
Tu disseste que os 65nm da AMD so dao meia duzia de Mhz e tao fraquinhos que so dão para Low-end.
Eu mostrei-te que esses CPU´s de meia duzia de Mhz overclockam para 3.0Ghz e consequentemente 50% de overclock.

Tu vens falar de C2D quando ninguém nesta tread falou de C2D. Tou a falar alhos para responderes em Bugalhos. O habitual.
E ainda vens dizer que clock por clock um A64 é pior que um C2D. uau ninguém tinha dado conta até á data.

O E4300 também dá 50%..., esquece isso, dá 100% de OC (de 1.8GHz para 3.6GHz).
A diferença é que a AMD apenas consegue, com as CPU's 65nm, chegar em OC à velocidade stock das CPU's high-end de 90nm. Não é proeza nenhuma, sobretudo quando os high-end, a juntar ao processo de fabrico mais antigo, aínda têm de suportar uma die muito maior (2x1MB de L2, contra 2x512KB de L2).
E o futuro X2 6400+ continua a ser 90nm, apesar dos 3.2GHz...

Já a Intel consegue oferecer CPU's low-end (E4300/E4400/E4500) que em OC vão muito além da velocidade máxima em stock até dos seus próprios produtos high-end (E6850 e X6800, QX6700/QX6800, QX6850, etc).

 

[HiGhVoIcE]

O processo de fabrico da AMD não é igual da INTEL. Estão a olhar para os 90nm como se fosse um processo estático que não sofreu evoluções. Os 90nm da AMD já devem estar mais perto dos 65 do que dos 90nm. Os 65nm estão neste momento a produzir Barcelonas em força que já deviam de ter sido entregues há 1 mês. Esquecem-se que os CPUs não levam 1 dia a fabricar.

desculpa lá mas... AN?!

90 nm são 90 nm em qualquer parte do mundo, não há 90nm mais perto dos 45 em lado nenhum...

Os processos são estáticos visto que com cada passagem a foundry tem de testar e divulgar todas as caracteristicas desse novo método caso contrário a coisa dá barraca. As regras de desenho que se aplicam são diferentes de método para método (90nm, 45nm, etc) até mesmo diferentes de foundry para foundry!

Estas mudanças são sobretudo mudanças ao nível do distanciamento das camadas de óxidos, poli e metal, basicamente, o que define um transístor. Se estes processos não forem respeitados, ou se houver um erro no desenho do circuito, corre-se um grande risco de ter todo o circuito estragado...

Para se ter uma ideia do trabalho que a coisa dá, fica aqui um fluxograma feito pelo Prof Marcelino (Microelectronica, IST)

 

[blastarr]

"Olhe que não, camarada Odete. Olhe que não..."

Os processos de fabrico podem ser semelhantes em termos puramente geométricos, mas em termos de materiais e técnicas usadas podem ser completamente diferentes.
Por exemplo, há uns meses atrás falava-se muito em materiais "High-K", mas quer a IBM, quer a Intel usam materiais com essas propriedades que são patenteados e confidenciais, logo, apenas o resultado final é "semelhante".
O material continua a ser quimicamente diferente, de uma maneira ou de outra.

 

[DJ_PAPA]

O E4300 também dá 50%..., esquece isso, dá 100% de OC (de 1.8GHz para 3.6GHz).
A diferença é que a AMD apenas consegue, com os 65nm, chegar à velocidade stock das CPU's high-end de 90nm. Não é proeza nenhuma, sobretudo quando os high-end, a juntar ao processo de fabrico mais antigo, aínda têm de suportar uma die muito maiore (2x1MB de L2, contra 2x512KB de L2).
E o futuro X2 6400+ continua a ser 90nm, apesar dos 3.2GHz...

Já a Intel consegue oferecer CPU's low-end (E4300/E4400/E4500) que em OC vão muito além da velocidade máxima em stock até dos seus próprios produtos high-end (E6850 e X6800, QX6700/QX6800, QX6850, etc).

E continua. lol....

Axo que ainda não percebeste que a AMD so agora iniciou os 65nm. A Intel ja os tem há muito muito tempo.
Vai la ver os primeiros PrescHOT a 65nm a maravilha que eram. As coisas têm o seu tempo e nem a própria AMD sabe neste momento ate onde pode ir, quanto mais tu.

A AMD sempre conseguiu puxar os processos de fabrico muito mais longe e um 6400+ a 3.2Ghz a 90nm é a prova disso.
Dizer que o processo 65nm da AMD no seu inicio so da os 3Ghz é mau pq os 90nm dao os 3.2Ghz é completamente errado. Isso so mostra que os 90nm estão muitíssimo bons e que a AMD os puxou a niveis muito acima da média. E claro que com o tempo serão ultrapassados pelos 65nm, mas isto demora tempo.

A própria AMD disse que estava contente com os seus 65nm e com os yelds. Logo é pq ta tudo a correr como o previsto em relação ao fabrico. Em relação ao K10 é que nao ta a correr como o previsto..... mas isso ja nao tem nada a ver com o processo de fabrico, mas sim com o design do CPU.

 

[blastarr]

E continua. lol....

Axo que ainda não percebeste que a AMD so agora iniciou os 65nm. A Intel ja os tem há muito muito tempo.
Vai la ver os primeiros PrescHOT a 65nm a maravilha que eram. As coisas têm o seu tempo e nem a própria AMD sabe neste momento ate onde pode ir, quanto mais tu.

A AMD sempre conseguiu puxar os processos de fabrico muito mais longe e um 6400+ a 3.2Ghz a 90nm é a prova disso.
Dizer que o processo 65nm da AMD no seu inicio so da os 3Ghz é mau pq os 90nm dao os 3.2Ghz é completamente errado. Isso so mostra que os 90nm estão muitíssimo bons e que a AMD os puxou a niveis muito acima da média. E claro que com o tempo serão ultrapassados pelos 65nm, mas isto demora tempo.

A própria AMD disse que estava contente com os seus 65nm e com os yelds. Logo é pq ta tudo a correr como o previsto em relação ao fabrico. Em relação ao K10 é que nao ta a correr como o previsto..... mas isso ja nao tem nada a ver com o processo de fabrico, mas sim com o design do CPU.

A AMD sempre, não. A AMD não tem escolha, o que é diferente.
Eles não se podem dar ao luxo de contruir fábricas só para um único processo de fabrico sem perturbar o fluxo natural de produto para o mercado.
Não têm dinheiro para isso, pura e simplesmente.
Se o desenho da CPU é que lhes está a dar problemas então aínda é bem mais grave. Denota que não têm capacidade de engenharia para planear timetables, e o resultado está à vista. Atrasos, paper-launches, etc, etc...

Mas se continuas a insistir nessa tecla, és tu quem está a enterrar a cabeça na areia...

 

[HiGhVoIcE]

"Olhe que não, camarada Odete. Olhe que não..."

Os processos de fabrico podem ser semelhantes em termos puramente geométricos, mas em termos de materiais e técnicas usadas podem ser completamente diferentes.
Por exemplo, há uns meses atrás falava-se muito em materiais "High-K", mas quer a IBM, quer a Intel usam materiais com essas propriedades que são patenteados e confidenciais, logo, apenas o resultado final é "semelhante".
O material continua a ser quimicamente diferente, de uma maneira ou de outra.

Dentro de uma dada gama (90nm por exemplo), os processo de fabrico dessa gama numa dada fábrica vai ser sempre constante, com alguns ajustes pelo meio mas nada de extraordinário, e por isso 90nm serão sempre 90nm. O que acontece é que podemos ter alterações químicas que compensem o tamanho geométrico em termos de resultado final, como tu disseste e bem...

edit:

isto de falar de passagens 90nm->65nm puramente em termos de performance é algo..."estranho" para mim

 

[Koncaman]

Athlon X2 BE-2350 que funciona a 2.1GHz overclocka ate aos 3003MHz. Aumento de frequência de 50%.
http://www.techreport.com/reviews/2007q2/athlon-x2-be2350/index.x?pg=14

Nada mau para quem diz que os 65nm estão maus.

Os 65nm estão de boa saude e os yelds tb (a AMD ja confirmou). O que não está ainda bem é o design do K10.

e isso por ventura invalida que existam problemas com o processo de fabrico, ou "drenos" de corrente?

isto de falar de passagens 90nm->65nm puramente em termos de performance é algo..."estranho" para mim

para ti, para mim, e certamente para muito mais gente...

 

[DJ_PAPA]

e isso por ventura invalida que existam problemas com o processo de fabrico, ou "drenos" de corrente?

Pq problemas com o processo de fabrico? A AMD ja disse que não tem problemas com o processo de fabrico.

Ha que saber separar problemas com o processo de fabrico de problemas com o design do processador.

Os K8 65nm oferecem consumos baixíssimos e uma boa capacidade de overclock. Isto numa fase muito inicial dos 65nm. Completamente oposto dos PrescHOT da Intel. A AMD arrancou muito melhor os 65nm que a Intel.

O k10 claramente é um problema de design e nao de fabrico, caso contrario nem o K8 nem o k10 funcionariam como deve ser.

Tb nao tou a dizer que o processo de fabrico novo é uma das novas 7 maravilhas. Certamente terá alguns problemas que o antigo processo 90nm nao tinha, mas tudo isso faz parte do processo de evolução. Estas coisas estão muito longe de ser estáticas.
Se formos a ver a Intel teve problemas muito mais graves com os 65nm que a seu tempo resolveu.
Pq razão a AMD haveria de ser imune a tudo isso? Os problemas que terá com os 65nm actualmente parecem-me 10x menos graves que os que a Intel sofreu.

Então falar de problemas de drenos de energia nos X2 65nm comparados com os que o P4 sofria..... Certamente a AMD terá problemas com drenos de energia, mas a um nível muito menos grave que a Intel sofreu. E tal como a Intel resolveu esses problemas a seu tempo a AMD tb os resolverá. Tem menos tempo para os corrigir, mas tb me parecem menos graves os problemas.