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江山代有才人出 揭开80nm显卡神秘面纱!


http://www.sina.com.cn 2006年11月10日 09:44 IT168.com
作者:IT168 宏安   

  【IT168 导购】掐指一算,显卡核心的制造工艺已从500nm、350nm、250nm、220nm、180nm、150nm、130nm、110nm、90nm向80nm、65nm进军。而毫无疑问,80nm显卡时代正来临,因为GPU从90nm过渡到80nm并不复杂,其就好比小菜一碟。但80nm制程相比90nm制程无论是在制造成本、性能、超频度、发热量等方面都更有优势,取代90nm制程产品大势所趋。
ATI和NVIDIA都已推出了数款基于新一代80nm制造工艺的GPU。

  在本文中我们就将和您一起来了解目前80nm显卡的情况,相信通过此文会让您对80nm显卡有更多的了解。

一、GPU必需的过渡者?

  细心的读者会发现,CPU已直接从90nm制程杀入了65nm制程,而GPU却出现了一个80nm制程,这是怎么回事呢?80nm制程真是必需的过渡者吗?

●工艺不成熟使然

  芯片生产工艺(制程)从90nm转换到80nm,主要是光蚀刻工艺的改进,这种转换并不会对诸如GPU等芯片生产造成很大的风险。90nm设备基本上可以用在80nm工艺生产上,要改进的就是光蚀刻模具,以蚀刻更小的电路。
  但是,如果你希望从90nm转换到65nm,必须重新彻底设计所有的晶体管、门宽和逻辑电路。90nm转换到80nm的成本,远低于转换到65nm的成本。

  CPU制程进步快于GPU,比如在CPU从180nm向130nm过渡的过程中,GPU还出现了150nm的产品(如GF3、R8500系列);而在CPU从130nm向90nm过渡的过程中,GPU又出现了110nm的过渡产品,如X300、6600系列产品。虽然是带有过渡性质的制程,但它们仍然成为了当时市场上的主流产品。
  如今,虽然CPU已直接杀到了65nm制程,但考虑到产品的良品率和转换成本,为了能更平稳的前进,显卡新芯片再次出现80nm的产品也就不足为奇。

●台积电的战略使然

  众所周知,无论是NVIDIA还是ATI的GPU大都是由台积电生产。
江山代有才人出揭开80nm显卡神秘面纱!

  台积电承接了90%的NVIDIA芯片代工,到目前为止台积电已经制造、出货了5亿颗NVIDIA设计的GPU、MCP等芯片,相当于260万块8英寸晶圆。ATi的主要代工厂商,TSMC(台积电)和UMC(联电)都有了80nm制造工厂,都可以制造65nm工艺产品,但到目前为止只有Intel和IBM开始65nm量产,这两家芯片制造厂都只停留在样品阶段。
  虽然NVIDIA、ATI都已经开始借助台积电的技术进军65nm工艺和300毫米晶圆。但目前主流的GPU采用何种制程制造,向何种制程进军,还要看台积电等制造厂家的生产工艺成熟度及技术储备情况而定。
  此外台积电的65nm工艺已经基本就绪并正式投产,但目前只能制造一些不太复杂的芯片(如一些小规模的手持设备芯片),还没有成熟到可以生产R600、G80等这种IT领域最复杂的高端芯片的地步。
  据分析,要到明年下半年,65nm工艺的GPU才有可能大规模量产。所以,虽然80nm只是过渡工艺,但从90nm到80nm只需对设备做一些改进即可,而65nm工艺除了需要构建全新的生产线,还有一个生产高端芯片良品率提高的问题需要时间来等待。

  在今后超过半年的时间内,80nm的GPU将成为继150nm、110nm的GPU产品一样的重要的过渡产品,其不仅是白驹过隙。

  80nm制程带来的好处

  事实上,ATi和NVIDIA都已经在台积电和联电下达了80nm订单,这预示着80nm已经投入批量生产,并大量供应NVIDIA和ATI。ATi的80nm将用于RV560、RV570等,NVIDIA则会用于G73-B1等。GPU的80nm制程时代已到来。但很多读者肯定会问,采用80nm制程究竟可以为显卡带来哪些好处呢?

●性能提升

  在核心尺寸不变的情况下,晶体管的线条宽度越小,可以容纳晶体管数量就越多,从而性能就越高。在同价位同档次GPU的显卡中,制程更新的显卡性能一般也更强。

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80nm制程的G73-B1性能强于90nm的G73

  以具备相同管线、像素处理器及顶点单元的X1950Pro和X1900GT为例,由于制造工艺的提升,使得X1950Pro的核心频率高于X1900GT,所以其整体性能也领先于后者5%以上。

●成本降低

  芯片的制造工艺对提升性能、控制成本具有极其重要意义。在晶体管数量不变的情况下,晶体管的线条宽度越小,核心尺寸越小,成本就越低。
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一块晶元上可生产出更多的GPU

  以80nm制造工艺的G73-B1为例,由于核心面积减少了19%,一块晶元就可以生产出更多的GPU,使生产成本降低20%,厂商也就能在性能差不多的同档次显卡中推出更便宜的显卡。

●功耗更低

  在晶体管数量不变的情况下,晶体管的线条宽度越小,核心尺寸越小,功耗就越低。
以80nm制造工艺的G73-B1为例,其功耗比90nm的产品可下降4W左右,发热量更是大为降低,可见芯片的制造工艺对控制功耗也具有重要作用,更符合节能/节电趋势。

●可超频性更好

  只要核心和显存供电电路设计合理,新制程的GPU的可超性都比老制程的好。比如G73-B1核心在1.4V的电压下,NVIDIA驱动自动超频就能达到730MHz,这是很多90nm G73难以达到的。

●发热量更低

  在晶体管数量不变的情况下,晶体管的线条宽度越小,核心尺寸越小,发热量越低。所以芯片的制造工艺对控制发热量也具有重要作用,这更有利于厂家设计低功耗的静音显卡。

80nm显卡阵营扫描

  目前已正式推出的80nm产品主要有RV560/RV570、G73-B1等。

●RV560

  2006年10月30日,ATI公司推出了最新的Radeon X1650XT(代号RV560)VPU,采用台积电的80纳米制程。
  Radeon X1650XT核心频率为575MHz,支持128bit GDDR3内存,内建24组像素阴影处理器及8组顶点处理器,拥有与ATI旗舰级产品Radeon X1950 XTX相同的影像品质功能,例如在执行高动态范围光源(High Dynamic Range)特效的同时,也能够开启反锯齿功能;而通过材质锐化过滤功能,让游戏细节更为锐利清晰。
  RV560具备全新CrossFire连接技术,由于核心加入了Native CrossFire Compositing Engine(原生交火引擎),没有了主从卡之分,彻彻底底的抛弃了以往交火连接电缆的束缚,极大的方便了交叉火力系统的组建。支持高带宽数字内容保护(HDCP)规格。

●RV570
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  Radeon X1950Pro核心研发代号为RV570,采用了80nm制造工艺,得益于核心制造工艺的改进,X1950Pro公版卡的默认频率高达600MHz/1400MHz,远高于X1900GT的515MHz/1300MHz,更是大幅度超出对手7900GS 450MHz/1320MHz的运行频率。在提高频率的同时发热量方面也得到良好的控制。
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新卡将可免主卡互联

  RV570拥有真正12条流水线、36个Pixel Shader Processor,显存控制器为128Bit。X1950Pro也融入了原生交火引擎,采用更直观的桥接方式实现双卡并联,摆脱了以往需要主卡组建交叉火力的束缚,极大的方便了CrossFire系统的组建。
RV560/570都需要两个金手指组成双向桥接,因为交火需要传送大量的数据。X1950Pro的出现将逐渐取代之前X1900GT的位置,从而与7900GS展开正面较量。

●G73-B1

  NVIDIA代号为G73-B1的80nm GPU已在今年9月上市,该系列GPU采用了TSMC最新80nm工艺制造,是国内最早上市的,采用80nm工艺的显卡GPU之一。芯片由TSMC负责生产,G73-B1将作为ATI X1650/X1300XT的竞争对手,定位在中低端市场。
G73-B1有2个版本:G73-N-B1和G73-H-B1。新工艺的采用不仅降低了成本,提高了产品竞争力,还大大增加了该系列显卡的超频能力。
  G73-N-B1又包含G73-GT-N-B1(7600GT)和G73-VZ-N-B1(7300GT)两款,将能和目前90nm的G73兼容,都是使用P345 PCB。这样带来的好处就是可以帮助显卡厂商更快地转换到80nm阵营中。
  而G73-H-B1同样含G73-GT-H-B1(7600GT)和G73-VZ-H-B1(7300GT)两款,与G73-N-B1不同的是将内建HDMI和HDCP,定位于家庭影院。
  在性能方面,G73-N-B1与现在的G73并没有什么不同,但是由于制程从90nm转换至80nm,因此其成本将会有一定的降低,功耗也会有所下降,因此使用这种GPU显卡的发烧量将会有所改善。当然G73-H-B1也有其特别之处,就是它支持HDCP,内部集成HDMI功能并提供HDMI输出接口,不再需要第三方芯片支持。

●其它GPU

  最近ATI指出,X1000中低端后继产品RV535/RV515等肯定将采用80纳米制作工艺而非65纳米或90纳米工艺。
  除此而外,象支持DirectX10先期上市的G80也很有可能会采用TSMC的80nm工艺生产。

  小结:近期市场80nm产品值得关注

  虽然从GPU制程发展的整体趋势来看,80nm工艺的过渡性性质更明显一些,但其仍然得到了ATI和NVIDIA两大显卡强豪的支持。我们完全可以这么认为,80nm显卡时代已经到来,在今后的半年中,比同档次90nm产品性价比更高的80nm产品将在显卡市场上祭起新的性价比大旗。

  当然,更值得期待的还是未来将采用65nm工艺的R600和G80,它们都采用新的统一渲染体系架构,支持Shader Model 4.0和DirectX 10,配备高速GDDR4显存。它们的出现,将会令R5*0和G73这些“主流显卡”真正黯然失色。

爱问(iAsk.com)



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