Produzione e classificazione di famiglie di microprocessori

Intel produce famiglie di microprocessori apparentemente simili. Per esempio,

• il core i5-3320M (2.6 GHz, 3 MB di cache),
• il core i5-3360M (2,8 GHz, 3 MB di cache), e
• il core i7-3520M (2.9 GHz, 4 MB di cache).

(O probabilmente lo farebbe) Intel produce processori come questi tre

1. su linee di produzione separate;
2. sulla stessa linea di produzione, ma in serie separate in giorni diversi;
3. sulla stessa linea tutto in uno, corsa indiscriminata, e solo successivamente - in una fase di test - classificano i processori, li ordinano per grado e assegnano loro i numeri di modello di conseguenza; o
4. in qualche altro modo non capisco?

Tutto ciò mi sembra plausibile tranne forse l'opzione 1, ma ciò che mi sembra plausibile potrebbe avere poco a che fare con il modo in cui un'azienda come Intel produce effettivamente parti.

Non esitate a interpretare la domanda in senso lato. Sono molto curioso di apprendere le basi di come tale produzione è organizzata nella pratica moderna.

AGGIORNARE

@Shantam fornisce una parola migliore da utilizzare con il motore di ricerca: binning, piuttosto che classificazione. Cercando con la parola di @ Shantam, si trovano i commenti interessanti di @ nik tre anni fa su Superuser.com:

In realtà, i produttori sono molto intelligenti. "Raccolgono" i loro prodotti in diversi livelli di guasti. Una cache parzialmente non riuscita in un'istanza del processore potrebbe diventare la "cache minore, versione più economica" invece di andare nel cestino. Funziona abbastanza bene con la quantità di guasti riscontrati nella fabbricazione e la superficie di tali moduli di memoria (interi core vengono "cablati" per vendere l'istanza come processore di gamma inferiore - il Phenom X3?). Niente di male in questo, e gli overclocker sono felici di sapere queste cose.

L'angolo dell'overclocker va in questo modo, se un processore non può funzionare (si riscalda) oltre determinate frequenze, viene associato a un target freq inferiore. Ottieni un E6300 C2D (che un overclocker può spingere verso l'alto con un migliore raffreddamento e forse buona fortuna con le rigide politiche di "binning" del produttore che potrebbero essere errate verso il bin di frequenza inferiore.

La maggior parte della produzione di microprocessori (insieme a innumerevoli altri dispositivi) subisce il processo di binning: tutti i prodotti simili vengono realizzati contemporaneamente e, a seconda delle loro prestazioni, vengono collocati in "contenitori" (gruppi) di prodotti con prestazioni simili, quindi confezionati e venduti di conseguenza .

Nel caso dei processori Intel (AMD è simile), in genere i processori all'interno della stessa linea sono fabbricati insieme e accoppiati in base alla loro frequenza di clock stabile. Puoi capire quando un processore fa parte della stessa "linea", guardando il nome in codice del core, o se questo non è abbastanza specifico, le caratteristiche del core (come menzionato da embedded.kyle, l'i5 non ha hyperthreading , ma l'i7 lo fa, anche se entrambi in questione sono "Sandy Bridge").

A volte un processore di fascia alta che non funziona può ancora essere venduto come un altro. Un esempio che conosco di prima mano è che gli stepping M0 dei vecchi Pentium 4 con core Northwood (processo a 130 nm) erano in realtà dei processori Gallatin-core falliti (che era il nucleo della P4 "Extreme Edition"). Allo stesso modo, molte persone hanno avuto / hanno avuto fortuna nello sbloccare core, cache e unità shader extra su varie CPU e GPU. Ad esempio, è abbastanza comune essere in grado di acquistare una scheda video di fascia medio-alta (ad esempio, AMD Radeon 6850) e flash con il BIOS della scheda di livello superiore (Radeon 6870, in questo caso) e guadagna le cose extra che ha la carta (alcuni core shader extra). Questo ha anche a che fare con il binning durante il processo di fabbricazione.

Questo genere di cose spinge gli overclocker a prendere nota del passo, del luogo di origine e del numero di lotto dei loro processori. Quando si scopre che alcuni gruppi di processori si overcloccano meglio dei loro fratelli non altrettanto potenti ( stessa CPU, intendiamoci , appena realizzati in un momento o luogo diverso), diventano più richiesti.

Se sei più interessato, cerca sicuramente "CPU Binning" o leggi in alcuni forum. Sono un membro di www.overclockers.com, e il forum è piuttosto accogliente e ha un patrimonio di conoscenze passate e attuali (insieme a molti membri fantastici).

L'i5-3320M e l'i5-3360M rientrerebbero probabilmente nell'opzione 3. Probabilmente vengono prodotti utilizzando lo stesso die e il test determina la frequenza stabile più elevata alla quale verranno eseguiti. Piccole variazioni nel processo di produzione porteranno alcuni chip a non riuscire a funzionare stabilmente al di sopra di una certa frequenza di clock.

Sono queste lievi differenze di produzione che possono anche spiegare perché due configurazioni identiche che vengono overcloccate non possono raggiungere la stessa frequenza. Anche lo stesso modello di chip avrà differenze di fabbricazione da un lotto all'altro e, in misura minore, da un chip all'altro. Quando si spingono i limiti del chip, queste differenze diventano più evidenti in quanto influenzano maggiormente il chip.

Ad esempio, ho letto che alcune persone sono in grado di eseguire lo stesso processore che ho stabilmente a frequenze superiori a 4,4 GHz. Tuttavia, io e la maggior parte degli altri che abbiamo provato, ho problemi a correre ovunque al di sopra di 4 GHz. Anche se ci sono anche differenze nelle soluzioni di raffreddamento e nelle periferiche da considerare, a parità di tutti gli altri, dubito che sarei in grado di raggiungere 4,4 GHz a causa della fortuna del sorteggio. Non ho ottenuto un chip "perfetto". Se cerchi nei forum di overclocker, puoi leggere molto di più su questo.

In termini di processi di produzione in generale, l'opzione 3 è anche la modalità di determinazione delle tolleranze dei resistori. Tutte le resistenze da 1KΩ escono dalla stessa linea. Vengono quindi testati e confezionati con tolleranze del 5%, 1% e 0,1% a seconda del modo in cui vengono testati.

L'i7 è un dado diverso e potrebbe rientrare nell'Opzione 1 o 2 sebbene molto probabilmente l'Opzione 1 al fine di tenere il passo con la domanda e ridurre i costi. Ogni volta che devi chiudere una linea per cambiare un dado, stai perdendo soldi. Per un outfit come Intel, è più economico eseguire linee separate.

Due esempi di un'epoca più antica, ma interessanti nel contesto:

L'80486SX era un 80486 con una FPU intenzionalmente distrutta, probabilmente recuperata dall'80486DX che aveva coprocessori difettosi. L'80487 era un 486DX completo e i circuiti della scheda madre disabilitavano completamente il 486SX quando era collegato un 487.

Qualsiasi microcontrollore 8051 (ROM / OTP) classico a 40 pin può essere (e probabilmente lo è stato, se vi fosse un eccesso di 8051 con codice indesiderato caricato in esso) venduto perfettamente come 8031 ​​- si comporta come 8031 ​​se lo si collega come un 8031. Questo vale anche per l'80C517 / 80C515 e per molti chip della famiglia 8096/80196.