Чип-биннинг

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Чип-би́ннинг (от англ. bin — корзина) — процедура категоризации и отбора компонентов современной микроэлектроники (в частности — процессоров) в ходе которой проверяются параметры производительности, нагрева и общей стабильности работы её при определённых условиях (уровне напряжения, тактовой частоты и пр.)

Если в ходе процедуры обнаруживается производственный брак — например у процессора неисправно графическое ядро, ошибки в части кэш-памяти или нестабильный режим работы на высоких частотах, то данные функции аппаратно отключаются, а сам кристалл используется в менее дорогой модели процессора[1]. Данный подход позволяет существенно снизить затраты на производство электроники, так как даёт возможность использовать одну и ту же производственную линию для изготовления всех линеек электроники одной архитектуры — от базовых до наиболее продвинутых вариантов[2].

Современное производство микропроцессоров: а помещениях создается избыточное давление чтобы не допустить попадания бактерий и пыли.

Обоснование процедуры[править]

Файл:Различные методы дефектовки чипов.webp
Основные методы поиска дефектов на чипе: через сравнение изображений (наверху) и рассеяние света (внизу)

Необходимость в биннинге обусловлена особенностями производства чипов. В основе всех современных процессоров (как CPU, так и GPU или DRAM) используются округлые полупроводниковые пластины (от англ. wafers — вафли) изготовленные из сверхчистого кремния на изоляторе, а также особым образом «напечатанных» на верхнем слое интегральных микросхем. Затем данные пластины разрезаются специальной алмазной пилой на стандартные кристаллы прямоугольный формы, которые и являются основой процессоров. Данный процесс настолько технически сложный, что любое несовершенство или загрязнение материала — даже нанометрового масштаба — влечет за собой появление дефектов, которые существенным образом влияют на качество финального изделия[2].

Именно поэтому каждый выпущенный чип особым образом исследуется. И если в нём обнаруживаются какие-либо неполадки, то зона с критической неисправностью отключается, а сам процессор в итоге определяется как более бюджетный: с меньшим числом ядер, отключенным GPU, урезанным уровнем кэш-памяти и более низкими частотами работы[2]. Например, если при тестировании кристалла, предназначенного для 8-ядерного Intel Core i9 14900K выяснилось, что у него не работает одно вычислительное, а также одно видеоядро, то он становится 6-ядерным Core i5 14600KF. Если же он при этом не способен удерживать заданную тактовую частоту, он получает дальнейшее «понижение» до Core i5 14500f[2].

Полупроводниковая пластинка (wafer) для изготовления процессоров Intel Core i9
Файл:Поврежденные зоны на кристалле.webp
Поврежденные зоны на кристалле

Таким образом из общей пластины получают процессоры всех уровней: от начальных до самых высокопроизводительных[3], а процесс бинирования существенно повышает для производителей выход работоспособной продукции доступной к реализации на рынке[4].

Кремниевая лотерея

Стоит отметить, что в некоторых случаях производители отключает вполне работоспособные блоки процессоров для восполнения недостатка в наиболее востребованных бюджетных моделях. В таком случае, купив подобный чип, вы получите существенные возможности для его разгона[2].

Практика применения[править]

AMD при изготовлении процессоров Ryzen 7 5700X3D на микроархитектуре Zen 3 по всей видимости использовала отбракованные кристаллы для старшей модели Ryzen 7 5800X3D, которые не способны поддерживать работу на заявленных частотах при допустимом уровне тепловыделения[5].

Этот принцип может работать и в обратную сторону: некоторые не имеющие никаких изъянов кристаллы показывают равные характеристики производительности при более низком напряжении — в таком случае они считаются продукцией наивысшего класса и получают соответствующую маркировку. Например процессоры серии Intel Core i9-13900 с индексом KS изготавливают отбирая чипы серии Core i9-13900K, которые демонстрируют стабильную работу на частоте 6 ГГц при напряжении не выше 1,49 В[1].

В новом iPad mini 7-го поколения Apple применяет отбинованные чипы A17 Pro, которые устанавливались в смартфоны iPhone 15 Pro и Pro Max. Процессоры для планшетов, в отличие от их старшей «смартфонной» версии, имеют пять графических ядер вместо шести (одно ядро отключено из-за брака), что сказывается на уровне общей производительности системы[6].

См.также[править]

Примечания[править]

Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Чип-биннинг», расположенная по адресу:

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».