Dengan PlayStation 5 dan Xbox Series X yang dijadwalkan akan segera hadir, banyak dari Anda di luar sana kemungkinan ingin melakukan peningkatan yang signifikan. Kemampuan yang ditingkatkan secara besar-besaran dari kedua konsol, dalam hal kemampuan CPU dan GPU sebagian besar karena perangkat keras yang mereka manfaatkan. Kedua konsol dibangun di sekitar SoC AMD semi-kustom, menggabungkan inti CPU Zen 2 dan GPU RDNA2 untuk lompatan generasi yang sesungguhnya. Tapi bagaimana tepatnya silikon ini diproduksi? SoC bukan hanya komponen yang ditempatkan ke PlayStation atau Xbox Anda di jalur perakitan. Ada banyak pemikiran, usaha, dan pekerjaan yang dilakukan untuk membangun setiap chip. Mari selami lebih dalam dan jelajahi bagaimana silikon konsol dibuat.
Siapa sebenarnya yang memproduksi silikon konsol? Ini tidak sesederhana yang Anda pikirkan
Sebelum kita masuk ke cara pembuatan, mari kita mulai dengan siapa. Siapa yang menjadikan SoC sebagai jantung dari setiap PlayStation 5 dan Xbox Series X dan Series S yang diluncurkan dari jalur produksi? Produsen konsol tidak bertanggung jawab. Baik Sony maupun Microsoft tidak terlibat dalam bisnis fabrikasi semikonduktor. Keduanya adalah bagian AMD, jadi Anda secara logis akan menduga bahwa AMD memproduksi chip tersebut. Tapi itu juga tidak sepenuhnya benar. AMD dulu memiliki pengecoran silikon sendiri sampai sekitar 8 tahun yang lalu, ketika sepenuhnya divestasi dari GlobalFoundries. AMD adalah apa yang disebut sebagai produsen silikon "fabless". Tidak, itu tidak luar biasa dengan beberapa kesalahan ketik. Pabrikan Fabless sebenarnya tidak memproduksi apa pun sendiri. Pabrikan luar biasa seperti AMD, Qualcomm, NVIDIA, dan chipset desain Apple.
Mereka melakukan kerja keras rekayasa untuk membuat chip yang mencapai target kinerja, harga, dan efisiensi. Mereka kemudian mengontrak tanggung jawab manufaktur ke pengecoran silikon. TSMC adalah pengecoran pilihan AMD dan, seperti namanya (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), mereka berkantor pusat di Taiwan dengan pengecoran di seluruh dunia. TSMC adalah pengecoran terbesar ketiga di dunia. Dua yang terbesar, Intel dan Samsung, memiliki rantai pasokan yang terintegrasi penuh. Samsung, khususnya, melakukan segalanya mulai dari membuat silikon hingga memasukkannya ke dalam ponselnya sendiri.
Chip konsol semi-kustom AMD adalah salah satu pesanan volume terbesar yang ditangani TSMC: Lebih dari 150 juta unit PlayStation 4 dan Xbox One telah terjual selama 7 tahun terakhir. Itu banyak chip AMD yang diproduksi TSMC. Tapi sebelum TSMC bisa mulai membangun SoC PlayStation 5 atau Xbox Series X, proses desainnya perlu diurus oleh, Anda dapat menebaknya, AMD.
Desain chip semi-kustom: menggunakan yang lama dengan cara baru
APU yang memberi daya pada PlayStation 5 dan Xbox Series X adalah chip semikustom. Kedua pabrikan memiliki sejarah memperdebatkan kata itu. Tapi apa sebenarnya artinya?
Merancang SoC yang benar-benar khusus adalah tugas yang sangat besar. Itu bisa menghabiskan biaya ratusan juta dolar atau bahkan lebih. Anda berbicara tentang mendesain inti CPU baru, GPU baru, konektivitas I/O, dan bahkan substrat yang menyatukan semuanya. Akibatnya, hanya sedikit produsen SoC yang benar-benar mendesain chip khusus sepenuhnya, dari ujung ke ujung. Apple melakukan ini dan Tegra X1 Denver NVIDIA yang tidak jelas adalah contoh lain, tetapi SoC yang sepenuhnya disesuaikan adalah pengecualian, bukan aturannya.
SoC semi-kustom mengambil desain chip yang ada dan mengintegrasikannya dengan cara baru. Inilah yang kita lihat dengan SoC di PlayStation 5 dan Xbox Series X. Kedua bagian ini memanfaatkan desain CPU Zen 2 AMD dan GPU RDNA2-nya. Zen 2 telah digunakan dalam produk pengiriman, yaitu CPU konsumen seri Ryzen 3000 AMD dan jajaran server EPYC Rome mereka. RDNA2, sebenarnya, belum sampai ke produk pengiriman. Tetapi GPU AMD RX 6000 “Big Navi”, yang ditetapkan untuk pengungkapan Oktober 2020, mungkin akan mengalahkan PlayStation 5 dan Xbox Series X sebagai bagian RDNA2 pengiriman pertama.
Tidak seperti CPU dan GPU, SoC adalah sistem mandiri pada sebuah chip, dengan semuanya terintegrasi bersama dalam satu die: GPU, CPU, substrat, I/O, dan memori semuanya dikemas bersama. Karena ada lebih sedikit bagian yang bergerak, seringkali lebih hemat biaya jika TSMC membangun SoC untuk Anda, daripada CPU dan GPU terpisah.
Produsen konsol memainkan peran besar pada saat ini dalam memutuskan jenis SoC yang ingin mereka buat. Sejumlah faktor berperan di sini. Ukuran die — ukuran setiap chip SoC — berkorelasi langsung dengan biaya per unit. Dies yang lebih besar dapat mengakomodasi desain CPU dan GPU yang lebih besar, yang berarti lebih banyak daya. Namun, ini juga berarti termal yang lebih tinggi dan konsumsi daya yang lebih besar. Tim desain AMD bekerja dengan mempertimbangkan persyaratan produsen konsol untuk menghasilkan desain SoC konsol semi-kustom yang sesuai dengan harapan pembuat konsol dalam hal kinerja, biaya, ukuran die, dan kebutuhan daya.
Pengecoran memproduksi chip: seperti mencetak dokumen, kecuali jauh lebih kompleks
Setelah desain dikunci, pabrikan fabless bekerja dengan pengecoran (dalam hal ini TSMC) untuk benar-benar membuat chip. Pembuatan SoC sangat mirip dengan pencetakan, kecuali jauh lebih kompleks. AMD berbagi desain sirkuit mereka untuk SoC dengan TSMC. Dan, kemudian, menggunakan proses yang disebut fotolitografi, pengecoran mengetsa desain itu, dengan miliaran transistor ke wafer silikon. Doping, sebuah proses di mana pengotor yang mengubah konduktivitas silikon, digunakan untuk membuat zona mikroskopis unipolaritas, yang dibangun menjadi gerbang logika, dan kemudian menjadi transistor. Pengecoran mengambil desain sirkuit yang sangat terintegrasi, hingga transistor yang berukuran nanometer, dan mencetaknya pada silikon menggunakan litografi. Mengembangkan teknik litografi sangat mahal. Selain itu, hasilnya tidak 100 persen – tidak semua cetakan berhasil dengan semua komponen berfungsi penuh. Bersama-sama, faktor-faktor ini dan lainnya memengaruhi biaya setiap SoC PlayStation 5 atau Xbox Series X.
Kesimpulan: Menempatkan chip di konsol
SoC, jantung konsol yang melakukan semua pekerjaan, dibuat oleh TSMC. Microsoft dan Sony menempelkan chip SoC ke dalam sasis konsol dan merakit komponen lainnya, termasuk penyimpanan dan solusi pendinginan. Gabungkan semuanya dan Anda mendapatkan konsol generasi kesembilan.
