Tema: GPU`s y CPU´s defectuosas

Desde que se extrae el silice hasta que se obtiene un chip, una GPU/CPU pasa por unas cuantas etapas de fabricacion, la mayoria de ellas criticas.

Primero se funde el silice con otros elementos que hacen que a cierto voltaje se comporte como conductor, se pule mecanica y quimicamente, y se corta el cilindro resultante en obleas. Todo el proceso anterior es vital y no debe quedar ni la mas minima impureza ya que esta afectaria de manera fatal al paso de los electrones por el chip (se utilizan laseres para testearlo).

Luego se le añaden elementos quimicos en forma de capas, el oxigeno por ejemplo se usa para minimizar la electromigracion, y mediante luz uv se hacen unos surcos en estas capas donde se crearan los transistores.

Todo este proceso a de hacerse en ambientes controlados con la humedad y temperatura correcta y lo mas importante sin nada de polvo ni ninguna otra particula (caspa, piel etcc....).
Por ultimo con la oblea repleta de chips, antes de cortarlos, se les hace pruebas uno por uno para ver si estan defectuosos y datarlos con su frecuencia de trabajo y voltaje final. La frecuencia con la que se datan esta intimamente ligada a la cantidad de impurezas y fallas que se hallan producido durante su fabricacion (cuantas menos fallas e impurezas + frecuencia aguantaran al mismo voltaje sin dar fallos). Lo mas seguro es que los fallos surjan o bien al testearlos (se daten los chips con frecuencias demasiado altas) o bien en el posterior ensamblado dentro del ihs.

Tambien es posible que salgan muchas obleas defectuosas (por descuidos en la seguridad) y por culpa de la presion de los ensambladores se vean obligados datar chips de frecuencia x, que es a la frecuencia que mejor se comportan, como chips de frecuencia x+1 subiendoles el voltaje (VID) lo que hace que aumenten muchisimo las probabilidades de que en condiciones de trabajo real ese chip acabe dando fallos y por culpa de la resistencia que crean las impurezas al paso de la corriente y del mayor voltaje, se desprenda a la vez mayor calor.

Son mucho los factores que pueden probocar los fallos, uno de ellos es la limpieza, todo el proceso se realiza en salas limpias (clears rooms), donde hay concentraciones infimas de polvo en torno a 1 mota por cada 1000 litros de aire y los trabajadores van con trajes hermeticos para evitar la contaminacion del proceso y las chispas electrostaticas.



Otra curiosidad es que la mayoria de los chips defectuosos se encuentran en la periferia de la oblea y son los que se usan para productos de gama media (no necesitan frecuencias tan altas) y los cercanos al centro se usan para los productos de alta gama (soportan frecuencias superiores), para uso militar o industrial (requieren mucha fiabilidad) o para realizar algun tipo de prueba.



Centrandonos en el caso concreto de Nvidia, el alto grado de GPU´s defectuosas puede deberse a que el proceso de miniaturizacion de Nvidia deja mucho que desear, mientras que esta fabrica sus chips con mas de 500 mm^2 de area, la competencia los fabrica con menos de la mitad de superficie. Este hecho puede parecer irrelevante pero al ocupar mas area hace que las probabilidades de encontrarnos con impurezas o fallas en un mismos chip sean mas del doble, lo que provoca que muchos chips salgan defectuosos, necesiten mas voltaje para funcionar, se calienten demasiado o rindan menos. Este es uno de los factores por el cual Nvidia tiene que subir los precios.
Otro factor determinante que encarece aun mas las targetas Nvidia es el simple hecho de que las tres marcas (intel, AMD/ATI y Nvidia) llevan usando desde hace años el mismo tamaño para las obleas, 30cm de diametro, lo que provoca que Nvidia, con sus chips mas grandes, solo produzca 100 chips por oblea y ATI mas de 200. Debido a esto y suponiendo que ambas casas tarden lo mismo en producir una oblea, ATI tarda la mitad en fabricar la misma cantidad de chips, lo que abarata muchisimo los costes de produccion y el precio final.

Muy buen post tío, te has currao tú el texto?

Me ha parecido bastante interesante la lectura. Con que los del centro para los militares e industrias emmm... a nosotros cuales nos dan? Joder, con el pastón que cuestan y no nos dan lo buenos xD

Buenas noches!!

El texto si las fotos no xDD

Muy buen aporte para el foro! Con cosillas así y cuatro gráficas está hasta para postit!

Cuando salió la Ps3 y sus "superprocesadores" ya escuché cosillas sobre el tema de fabricación. Parece ser que según se testean los procesadores multicore, puede que un core rinda mucho menos por culpa de estar en la "periferia" de la oblea y tenga más impurezas. Estos procesadores son costosisimos porque salen muy pocas unidades casi perfectas,mientras que las poco defectuosas son la mayoría.Pues según decían,para las ps3 gastan todavía una gana más baja que estos "poco"defectuosos. Parece que a la frecuencia que trabaja en la consola, es más que estable, pero esos defectos de fabricación, también lo convierten en una cpu más caliente de lo normal. De ahí su alta temperatura de trabajo.

Lo mejor es tener un amiguete en una tienda que revise o haga pruebas a las cpu que monta. Así tiene un control de sí la partida que monta es buena, o excelente. Pero esto no se puede hacer casinunca por falta de tiempo.

En la fabricación de motores es también un test en banco de potencia el que determina sí un motor irá para montaje o sí ha de ser revisado, o incluso retirado. De echo sí tenéis algún conocido encargado de línea de montaje, puede que os queda revisar las fichas de los motores que se tan a montar y así, hacer un seguimiento para que tú concesionario te consiga un coche con un motor "pata negra", dentro de los de tú clase, claro.

Que bonito sería poder encargar un procesador medio alto, de buen acabado para ocear y comerse a muchos extreme que se han gastado el doble... no es ese el principio básico del overclock?

Dew!

Curioso tambien lo de los motores.

Espero que mi I7 venga del centro, no os extrañe nada que los que no suben de 3,8 ghz ni con 1.4 de v vengan de la periferia.

Editado, e añadido las posibles causas de las gpu´s defectuosas de Nvidia

Gpu's Nvidia defectuosas? No pensaba que este rumor fuera cierto...

Vale que he visto alguna 8800gts 640mb petar porque si, a temperatura estable de menos de 75º en pleno juego...pero no pensaba que fuera tan normal en su fabricación este tipo de defectos.

Tendrá que ver este tema algo con el que Amd tenga mejores precios que Intel en la producción de Cpu's? Lo digo porque como amd produce las gpu's de Ati, pues algo tendrán que tener en comun!

De lo que si que he visto que tienen muchos defectos de nvidia son los chipsets, especialmente los de series 600/700... Su temperatura es muy alta para un chipset sin oc. Así que cuando le metes caña, necesitas una buena refrigeración en la caja para ventilar esos superdisipadores pasivos que montan todas las placas ahora. Además de que son más perros para subir el procesador que los chipsets de Intel para sochet 775 y que son carisimas sus placas!!! No tengo quejas grandes, normalmente funcionan bien y son muy estables, pero para Intel nvidia tiene que ponerse las pilas.

Menos mal que para el x58 de Intel han llegado a acuerdo y puedes montar gpu's nvidia y ati, que sino ya veo otra vez la guerra de ver quien saca la placa más extreme y más cara por llevar un chipset exclusivo nvidia!

Por cierto, si las obleas son iguales de tamaño para Ati y para Nvidia, tan diferente es el tamaño de una gpu de ati a 55nm, frente a una gpu nvidia 65nm? O es por el tamaño del encapsulado?

Iniciado por BOSKYMAN

Por cierto, si las obleas son iguales de tamaño para Ati y para Nvidia, tan diferente es el tamaño de una gpu de ati a 55nm, frente a una gpu nvidia 65nm? O es por el tamaño del encapsulado?

No confundas el tamaño del proceso de fabricacion con el tamaño del chip, estaria bien eso de que los chips midieran 55 nanometros... pero eso aun es ciencia ficcion :lol:
Puedes fabricar un chip con un proceso de fabricacion muy pequeño y hacer igualmente un chip grande, lo que permite el reducir el proceso de fabricacion es el poder integrar mas elementos dentro del chip, hacer que consuma menos y en teoria que se caliente menos.

El gtx200 es una autentica animalada comparado con el rv770 (relamente comparado con practicamente cualquier chip).

Ahora que me leo si que parece que haya querido decir algo de eso del tamaño... no me he expresado bien :oops:

Ya se que lo de 65nm, o 55nm, es el tamaño o unidad con el que trabajan para meter dentro de una gpu todos los transistores y demás componentes! Sé muy bien que tamaño tiene una gpu completa de hoy en dia y de hace 10 años. Por eso, al ver que mantienen tamaño de obleas, me parece escandaloso que Ati con método de construcción de 55nm meta en tan pocos cm cuadrados tantas gpu's y que nvidia, al meter tantos transistores y demás componentes con tecnologia de fabricación de 65nm, haga un encapsulado final tan grande que le lleve a sacar tan pocas gpu's por oblea.

Vamos, que tampoco veo yo que las gpu de Ati sean de un tamaño final tan diferente al de las de nvidia, como para que en una oblea de un tamaño similar, metan casi 3 o 4 veces más cantidad de gpu's!! O es que nvidia mete casi el doble de transistores, o esque amd/ati trabaja muy bien en su construcción y sabe aprobechar más el espacio...porque yo veo una gpu de ati y una de nvidia y el resultado final es que nvidia hace gpu's más grandes, pero no tanto!

Esto de la cantidad de gpu's por oblea tiene que tener algún fundamento mayor que el capricho del ingeniero de turno(aquí entrara la estadistica asaco). Vamos, que si el método de fabricación de nvidia es más defectuoso, y por tanto tiene un coste final mayor sus gpu's, será porque las que salen bien, salen con una calidad mayor, o que les es rentable todavía...o no sé....

Pero bueno, tampoco me quita el sueño el tema... nvidia continuará teniendo precios más altos y ati más bajos. Como Intel y Amd. Esto es el critério de las dos compañias líderes que siempre copan un mercado. Siempre hay dos que se llevan el pastel casi completo, una por encima de la otra, pero nunca dejando que entre una tercera...(esto pasa en todos los campos comerciales)

De hecho el GT200 (576mm^2) es mas del doble de grande y el G92 (334mm^2) 1/3 mayor que el RV770 (256 mm^2). En el caso del GT200 hablamos de 1400 millones de transistores, 750 para el G92 y 965 para el RV770.
Respecto a la potencia bruta en GFLOPS, el GT200 en condiciones optimas es capaz de realizar 933 gflops, el G92 624gflops y el RV770 1200 gflops.

El problema de la arquitectura de Nvidia es que para obtener un aumento significativo de rendimiento necesita doblar el numero de transistores de una generacion a otra y eso tiene como consecuencias mayor tamaño, mayor consumo y mayores costes de produccion*. Siguiendo este patron claramente se ve que el GT300 va a necesitar un remodelado a fondo (arquitectura mas eficiente) ya que seria casi imposible doblar el numero de transistores y por ende el tamaño de la GPU, su consumo y el calor generado. La unica ventaja es que es mas facil de programar que la arquitectura del RV770. El ejemplo claro es que en cada ciclo de reloj el GT200 procesa 240 hilos de una instruccion (es decir 240 instrucciones), mientras que el RV770 es capaz de procesar 160 hilos de 5 instrucciones (procesado en paralelo), un minimo de 160 instrucciones y un maximo de 800 instrucciones (160 x 5). El problema esta en ser capaz de programarlo para conseguir un buen rendimiento, ya que si no conseguimos programarlo de la forma adecuada ese minimo de 160 instrucciones nos arrojaria una cifra de 240 gflops que dista bastante de los 1,2 teraflops posibles. Pero la gran ventaja (a parte de costos y simplicidad) de esta arquitectura es su amplitud de mejora en el momento en que los programadores se empiecen a familiarizar con esta y creen nuevos compiladores mas efecientes. De hecho el no estar familiarizado con esta arquitectura es lo que provocaba el rendimiento tan dispar en generaciones anteriores, pero una vez se han ido adaptando han sido capaces de sacarle buen partido al RV770. En general el diseño del RV770 es mas avanzado y tiene mas espectativas de futuro que el GT200, sobretodo con la salida de DirectX 11 el cual implementara un motor de "teselado programable" que seria la tecnica mas eficiente a la hora de generar una textura en 3D (renderizado), ya que usa un poligono patron el cual mediante calculos matematicos se subdivide para crear otros mas pequeños y asi aumentar la definicion de la imagen en lugar de crear poligonos independientes para los cuales hacen falta mas ciclos de reloj (se tarda mas) y que consecuentemente hacen disminuir considerablemente el rendimiento. Estas unidades de procesado no son para nada nuevas, ATI lleva varias generaciones introduciendolas en sus chips y parece que ahora con la salida de DirectX 11 van a cobrar protagonismo (son exclusivas de AMD/ATI).
No nos extrañe nada que la siguiente generacion de Nvidia se parezca en parte a la de ATI.

* Con respecto a la relacion entre el tamaño del chip y la cantidad de estos que salen defectuosos, es simple, por ejemplo si en una oblea hay 200 puntos criticos (impurezas) y tienes 100 chips, estadisticamente hablando, caben a 2 impurezas por chip. Si tienes el mismo wafer (oblea) con 200 chips caben a 1 impureza por chip. Si nos atenemos a la relacion directa (a + impurezas + fallos), las posibilidades de encontrarnos con un chip defectuoso o poco "overclockero" son mayores cuantos menos chips haya por oblea. Ademas a esto hay que sumarle el tiempo de produccion, cuanto mas produzcas en el mismo tiempo mas beneficios (- tiempo=+ dinero).