იმის გამო, რომ PlayStation 5 და Xbox Series X მალე გამოვა, ბევრი თქვენგანი სავარაუდოდ ეძებს მნიშვნელოვან განახლებას. ორივე კონსოლის მასიურად გაძლიერებული შესაძლებლობები, CPU და GPU შესაძლებლობების თვალსაზრისით, ძირითადად განპირობებულია მათ მიერ გამოყენებული ტექნიკით. ორივე კონსოლი აგებულია ნახევრად მორგებული AMD SoC-ების გარშემო, რომლებიც აერთიანებს Zen 2 CPU ბირთვებს და RDNA2 GPU-ებს ნამდვილი თაობის ნახტომისთვის. მაგრამ ზუსტად როგორ იწარმოება ეს სილიკონი? SoC არ არის მხოლოდ კომპონენტი, რომელიც ხვდება თქვენს PlayStation-ში ან Xbox-ში ასამბლეის ხაზზე. არის მნიშვნელოვანი ფიქრი, ძალისხმევა და სამუშაო, რომელიც იხარჯება თითოეული ჩიპის შექმნაზე. მოდით, ღრმად ჩავუღრმავდეთ და გამოვიკვლიოთ, როგორ იწარმოება კონსოლის სილიკონი.
ვინ აწარმოებს რეალურად კონსოლის სილიკონს? ეს არ არის ისეთი პირდაპირი, როგორც თქვენ ფიქრობთ
სანამ წარმოების მეთოდს გადავალთ, დავიწყოთ ვინ. ვინ ქმნის SoC-ებს ყველა PlayStation 5-ისა და Xbox Series X-ისა და Series S-ის გულში, რომელიც გამოდის წარმოების ხაზიდან? კონსოლის მწარმოებლები არ არიან პასუხისმგებელი. არც Sony და არც Microsoft არ არიან ნახევარგამტარების წარმოების ბიზნესში. ორივე ეს არის AMD-ის ნაწილები, ასე რომ თქვენ ლოგიკურად წარმოიდგენთ, რომ AMD აწარმოებს ჩიპებს. მაგრამ ეს არც ისე მართალია. AMD-ს ჰქონდა საკუთარი სილიკონის სამსხმელო ქარხანა დაახლოებით 8 წლის წინ, სანამ ის მთლიანად ჩამოერთვა GlobalFoundries-ს. AMD არის ის, რასაც უწოდებენ სილიკონის „უფასო“ მწარმოებელს. არა, ეს არ არის ზღაპრული რამდენიმე შეცდომა. Fabless-ის მწარმოებლები თავად არაფერს აწარმოებენ. Fabless-ის მწარმოებლები, როგორიცაა AMD, Qualcomm, NVIDIA და Apple-ის დიზაინის ჩიპსეტები.
ისინი ასრულებენ საინჟინრო სამუშაოებს ჩიპების შესაქმნელად, რომლებიც მიაღწევენ შესრულებას, ფასს და ეფექტურობის მიზნებს. შემდეგ ისინი წარმოების პასუხისმგებლობას აფორმებენ სილიკონის სამსხმელო ქარხანას. TSMC არის AMD-ის რჩეული სამსხმელო ქარხანა და, როგორც სახელიდან ჩანს (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company), მათი სათაო ოფისი ტაივანშია, სადაც სამსხმელოებია მთელ მსოფლიოში. TSMC არის მსოფლიოში სიდიდით მესამე სამსხმელო. უდიდეს ორს, Intel-სა და Samsung-ს, აქვთ სრულად ინტეგრირებული მიწოდების ჯაჭვები. კერძოდ, სამსუნგი აკეთებს ყველაფერს, სილიკონის აშენებიდან დაწყებული, მის საკუთარ ტელეფონებში მოთავსებამდე.
AMD-ის ნახევრად მორგებული კონსოლის ჩიპები ერთ-ერთი ყველაზე დიდი მოცულობის შეკვეთაა, რომელსაც TSMC ახორციელებს: 150 მილიონზე მეტი PlayStation 4 და Xbox One ერთეული გაიყიდა ბოლო 7 წლის განმავლობაში. ეს არის AMD-ის ბევრი ჩიპი, რომელიც TSMC-მა აწარმოა. მაგრამ სანამ TSMC შეძლებს PlayStation 5-ის ან Xbox Series X SoC-ის შექმნას, დიზაინის პროცესზე უნდა იზრუნოს, თქვენ წარმოიდგინეთ, AMD.
ნახევრად მორგებული ჩიპების დიზაინი: ძველის ახალი გზებით გამოყენება
PlayStation 5-ის და Xbox Series X-ის მომუშავე APU-ები ნახევრად მორგებული ჩიპებია. ორივე მწარმოებელს აქვს ამ სიტყვის გავრცელების ისტორია. მაგრამ კონკრეტულად რას ნიშნავს?
სრულიად მორგებული SoC-ის დაპროექტება უზარმაზარი წამოწყებაა. ეს შეიძლება ასობით მილიონი დოლარი ან მეტიც დაჯდეს. თქვენ საუბრობთ ახალი CPU ბირთვის, ახალი GPU, I/O კავშირის და თუნდაც სუბსტრატის შექმნაზე, რომელიც ყველაფერს ერთად ატარებს. შედეგად, რამდენიმე SoC მწარმოებელი რეალურად აყალიბებს სრულად მორგებულ ჩიპებს, ბოლომდე. Apple აკეთებს ამას და NVIDIA-ს ბუნდოვანი Tegra X1 Denver არის კიდევ ერთი მაგალითი, მაგრამ სრულად მორგებული SoC-ები გამონაკლისია და არა წესი.
ნახევრად მორგებული SoC-ები იღებენ არსებულ ჩიპების დიზაინს და აერთიანებენ მათ ახალი გზებით. ეს არის ის, რასაც ვხედავთ SoC-თან ერთად PlayStation 5-ზე და Xbox Series X-ზე. ორივე ეს ნაწილი იყენებს AMD-ის Zen 2 CPU-ს დიზაინს და მის RDNA2 GPU-ს. Zen 2 უკვე გამოიყენებოდა პროდუქციის გადაზიდვაში, კერძოდ AMD-ის Ryzen 3000 სერიის სამომხმარებლო პროცესორებში და მათ EPYC Rome სერვერების ხაზში. RDNA2, მკაცრად რომ ვთქვათ, ჯერ არ მიუღწევია გადაზიდვის პროდუქტში. მაგრამ AMD-ის RX 6000 “Big Navi” GPU, რომელიც დაყენებულია 2020 წლის ოქტომბრის გამოვლენისთვის, შესაძლოა დაასახელოს PlayStation 5 და Xbox Series X, როგორც პირველი მიწოდების RDNA2 ნაწილი.
CPU–სგან და GPU–სგან განსხვავებით, SoC არის დამოუკიდებელი სისტემა ჩიპზე, სადაც ყველაფერი ინტეგრირებულია ერთ საყრდენზე: GPU, CPU, სუბსტრატი, I/O და მეხსიერება ყველა ერთად შეფუთულია. იმის გამო, რომ ნაკლები მოძრავი ნაწილებია, ხშირად უფრო მომგებიანია, რომ TSMC ააშენოს თქვენთვის SoC, ვიდრე ცალკე CPU და GPU.
კონსოლების მწარმოებლები ამ ეტაპზე დიდ როლს ასრულებენ გადაწყვეტილების მიღებაში, თუ რა სახის SoC უნდათ შექმნან. აქ რამდენიმე ფაქტორი მოქმედებს. Die ზომა - თითოეული SoC ჩიპის ზომა - პირდაპირ კორელაციაშია ერთეულის ღირებულებასთან. უფრო დიდი დისკები შეიძლება მოთავსდეს უფრო დიდი CPU და GPU დიზაინები, რაც ნიშნავს მეტ ენერგიას. თუმცა, ეს ასევე ითარგმნება უფრო მაღალ თერმოზე და მეტი ენერგიის მოხმარებაზე. AMD-ის დიზაინის გუნდი მუშაობს კონსოლის მწარმოებლის მოთხოვნების გათვალისწინებით, რათა მოიფიქროს კონსოლის ნახევრად მორგებული SoC დიზაინი, რომელიც შეესაბამება კონსოლის მწარმოებლის მოლოდინებს შესრულების, ღირებულების, საყრდენის ზომისა და სიმძლავრის მოთხოვნების თვალსაზრისით.
სამსხმელო აწარმოებს ჩიფსებს: დოკუმენტების ბეჭდვის მსგავსად, გარდა უფრო რთულისა
მას შემდეგ, რაც დიზაინი ჩაკეტილია, ფაბლეს მწარმოებელი მუშაობს სამსხმელთან (ამ შემთხვევაში TSMC), რათა რეალურად მიიღოს ჩიპები. SoC წარმოება ძალიან ჰგავს ბეჭდვას, გარდა უსასრულოდ უფრო რთული. AMD უზიარებს თავის მიკროსქემის დიზაინს SoC-ისთვის TSMC-ს. შემდეგ კი, პროცესის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება ფოტოლითოგრაფია, სამსხმელო ამ დიზაინს მილიარდობით ტრანზისტორებით ასახავს სილიკონის ვაფლს. დოპინგი, პროცესი, რომლის დროსაც მინარევები, რომლებიც ცვლის სილიციუმის გამტარობას, გამოიყენება უნიპოლარობის მიკროსკოპული ზონების შესაქმნელად, რომლებიც აშენდება ლოგიკურ კარიბჭეში და შემდეგ ტრანზისტორებში. სამსხმელო იღებს წარმოუდგენლად ინტეგრირებულ მიკროსქემის დიზაინს, ნანომეტრის დიამეტრის ტრანზისტორებამდე და ბეჭდავს მას სილიკონზე ლითოგრაფიის გამოყენებით. ლითოგრაფიული ტექნიკის შემუშავება ძალიან ძვირია. უფრო მეტიც, მოსავლიანობა არ არის 100 პროცენტი - ყველა მაწონი არ ახერხებს ყველა კომპონენტის სრულად ფუნქციონირებას. ეს და სხვა ფაქტორები ერთად გავლენას ახდენს თითოეული PlayStation 5 ან Xbox Series X SoC-ის ღირებულებაზე.
დასკვნა: ჩიპის ჩასმა კონსოლში
SoC, კონსოლის მცემი გული, რომელიც ასრულებს ყველა სამუშაოს, დამზადებულია TSMC-ის მიერ. Microsoft და Sony ათავსებენ SoC ჩიპებს კონსოლის შასიში და აწყობენ სხვა კომპონენტებს, შენახვისა და გაგრილების ხსნარის ჩათვლით. შეაერთეთ ეს ყველაფერი და მიიღებთ მეცხრე თაობის კონსოლს.
