Dreidimensionale Chips: TSMC schneller auf dem Markt als Intel?

[ruyven_macaran]

Wir sind aber immer noch bei "nur" 300mm Wafern. Die Ausbeute/Stückksoten könnte man locker senken, wenn man einfach 400 oder 600mm Wafer nutzen würde. Macht man ja im Moment nur nicht, da man dann schlicht den Markt kaputt machen würde, da einfach der Markt überflutet wird. Von den Monokristallen her ist das wohl aktuell zumindest bei Silizium auch gar kein großes Problem mehr deutlich größere Einkristalle zu fertigen.

Da hab ich aber, zumindest wenn es um serientaugliche Preise geht (und was nützen "Sparmaßnahmen", die niemand bezahlen kann?) ganz anderes gehört. Bei 60 cm würde ich auch langsam zusätzlichen Aufwand bei der Belichtung befürchten.

DAS ist aber wohl der Punkt, der uns zu leicht unterschiedlichen Aussagen bringt. Ich meinte schon wirklich richtig organische Schaltungen, also Moleküle oder gar ganze Zellen etc. dafür zu verwenden, z.B. Bakterien. Die sind halt wirklich noch SAU lahm. So ne Zelle teilt sich halt nicht so schnell etc.

Da verwechselst du jetzt in der Tat "organisch" (was aus unerfindlichen Gründen von den Chemikern dominiert wird) mit "biologisch". Letzteres lässt sich bis auf weiteres gar nicht nutzen. Um damit Berechnungen durchzuführen, müsste man komplette Gehirne konstruieren und fertigen (und hätte dann vermutlich die gleichen Genauigkeitsprobleme)

So "organische" Chips bringen halt auch nur eine Größenordnung an Energieeinsparung oder? Hab dazu leider keine Zahlen im Kopf, aber mehr wirds wohl nicht sein, so rein vom Gefühlt her.

Bislang werden sie ja nur als Substrat (Energieverbrauch = 0 ) und RFID verwendet. Da ist der Verbrauch natürlich extrem niedrig. Was passiert, wenn man richtig Leistung verlangt, weiß ich nicht. Die Kühlung wird aber schon allein durch die großen Flächen drastisch vereinfacht. (und da man beliebige Formen konzipieren kann, kann man sogar gleich der CPU die gewünschte Lamellenstruktur verpassen)

 

[Skysnake]

Sind halt die Investitionskosten, die man scheut. Man muss ja auch bedenken, dass der Absatz massiv eingebrochen ist bei den großen Chips, und bei den kleinen, die sich wie geschnitten Brot verkaufen, brauch man weniger Wafer.

Also unterm Strich weniger Wafer, bei gestiegenen Investitionskosten, die mir am Ende das Genick brechen, wenn die Nachfrage einbricht

Klar, dass sich die Hersteller diesem Risiko nicht aussetzen.

Wenn sich stacked Chips aber durchsetzen, dann werden wohl auch die 400mm Wafer kommen. Zumal man schauen muss, wie der Umstieg auf UV abläuft. In der zweiten Generation kommen dann vielleicht auch die 400er.

Aber wie immer halt das alte Henne Ei Problem

Die Anlagen sind überproportional teurer, weil es keinen Markt dafür gibt und erst mal die Investitionskosten für die Hersteller der Anlagen rein kommen müssen. Weil aber keiner anfängt, fallen diese auch nicht, weshalb auch weiterhin keiner anfängt die Anlagen zu kaufen usw. usw.

Wie ich es liebe -.-

EDIT:
@Ruyven: Doch du kannst auch mit "biologischen" Stoffen schon rechnen, aber da sind die "Operationen/s" eben eher Flop/Minute oder Flop/Stunde.

Immer diese Chemiker -.- Mit denen kann ich meistens irgendwie nichts anfangen

Da sieht man mal wieder, wie leicht man aneinander vorbei reden kann

 

[ruyven_macaran]

Die schnellste Methode, mit biologischen Produkten eine exakte Berechnung durchzuführen, sind mehre Stäbe mit je 10 Holzkugeln
Alles andere ist entweder hochspezifisch (und erfordert damit viel mehr Planung, als es bei der Ergebnissermittlung einsparen kann) oder hoch ungenau oder erfordert ein komplettes neuronales Netzwerk.


Zu den Fertigungsanlagen: Da würde ich in Zukunft auch keine Besserung mehr erwarten, denn mitlerweile werden schon die Hühnerställe knapp, von ungelegten Eiern mal ganz zu schweigen. Wenn GF und TSMC ihre Expansionspläne wahrmachen, dann dürfte es sich für viele andere schon gar nicht mehr rentieren, eigene Fertigungsentwicklung zu betreiben.

 

[Skysnake]

Ja, das stimmt absolut. Die Kapazitäten werden eigentlich überall massiv aufgebaut und die Nachfrage stagniert, oder geht sogar zurück. Zudem dreht sich die Nachfrage von großen eher hin zu kleinen Chips. Damit brauch man aber wieder weniger Wafer-Kapazität...

Ich befürchte da wird es in den nächsten 5-10 Jahren nen dicken Crash geben mit ein paar Firmen weniger. Gerade die DRAM-Hersteller seh ich da in der Gefahr. Bei DDR3 gibt es ja wieder die gleichen Überkapazitäten wie bei DDR2 auch, wo es Quimonda erwischt hat. Die hatten bei mir im Ort nen Werk

Der Absprung auf SSD-Chips könnte dies aber vielleicht noch verhindern. Sind ja scheinbar schon einige umgestiegen mit nennenswerten Kapazitäten.

 

[Gast20150401]

Mich würde doch mal interressieren wie die sich bei den 3 D chips...die ja ein durcheus größeren Durchschnitt als die heutigen 2 D chips haben....die Kühlung funktioniert,effektiv gemacht wird.
Schließlich wird das nicht unerheblich sein, das die nu mal dicker sind.Bin mal gespannt wie dies gelöst wird.

Auf jedenfall kann ich mir vorstellen,das man diese Chips nicht so hoch takten und mit strom versorgen kann....da die Wärmeableitung doch bei dem Volumen schwieriger sein dürfte.

Aber die Idee der 3 D Chips finde ich Genial gut.......wird Zeit das die Dinger Denken lernen......mein Terminator soll heim kommen...

 

[Skysnake]

Wasser durch Mikrokanäle innerhalb der Chips jagen. Will IBM machen, bzw. macht es eventuell schon bei Prototypen.

Laut eigenen Aussagen ist damit die Kühlung NP. Du schaffst wohl einfach nicht genug Saft in den Chip zu pressen, um die Kühlung ins schlingern zu bringen, und die "kühlen" mit 50°C warmem Wasser

Da kannste vielleicht sogar ne passive WaKü bauen.

 

[Superwip]

Ja, eine Flüssigkeitskühlung durch Kanäle im inneren des Chips ist ab einer bestimmten Schichtanzahl bei High-End Chips sicher die einzige Möglichkeit; die praktische Umsetzung ist aber sicher nicht trivial, die Chiparchitektur muss die Kanäle freilich auch berücksichtigen aber: kommt Zeit kommt Rat, das wird man schon lösen

Ein weiteres Problem ist, dass man sehr reines Wasser (oder gegebenenfalls eine andere Flüssigkeit) benötigt; einen normalen Kühler kann man reinigen, Mikrokanäle in einem Chip aber nicht... kleine Verunreinigungen könnten, einem Infakt ähnlich den Chip nachhaltig zerstören, eine klassische offene WaKü ist damit kaum realisierbar; eventuell könnte man das Problem mit einem zweistufigen Kühlkreislauf lösen

 

[Skysnake]

Ja das geht definitiv nicht, also eine GANZ schlichte WaKü. So etwas wie die H100 etc. würde aber gut gehen.

Ich bin auf jeden Fall gespannt, ob wir noch 2012 oder 2013 die Kühlung im Chip sehen werden. IBM ist da schon SEHR am druck machen. 2012 kommt auf jeden Fall spätestens die Version mit einem Alu Block, in den die Mikrokanäle eingearbeitet sind.

Und das ist dann halt schon heftig, wenn man 20%+ an Energiekosten sparen kann Wenn man das Ding sogar in nen Brauchwasser-Kreislauf packen kann, sogar 50%+ Das ist einfach heftig.

 

[Superwip]

Der POWER 8 sollte, dem bisherigen Rythmus folgend eigentlich 2012 oder 2013, das neue Z-System 2012 kommen...

Wie sieht es eigentlich bei IBM mit der 40/32/28nm Fertigung aus? Davon hört man ja garnichts, ich denke aber nicht, dass die nächste Generation noch in 45nm kommt

 

[Skysnake]

Ja ich auch nicht. IBM ist da allgemein wies mir scheint aber immer recht konservativ.

Sprich einen SEHR ausgereiften Prozess, und dafür halt größere Chips, und die dann auch niedrig Takten etc. Halt alles machen um das Leistung/Watt-Verhältnis zu verbessern.

So wie ich das verstanden hatte auf der CeBIT wollen Sie es aber eben auch für ihre Intel-Systeme so schnell wie möglich haben.

 

[biohaufen]

Ist nicht der Prozi der PS3 von IBM, wenn ja, das ist nen 7 Kerner mit 3 GHz oder so , war damals in LinPack 22x schneller als nen C2D extreme, wie viel schneller ist nen i7 ?

 

[Superwip]

Ja ich auch nicht. IBM ist da allgemein wies mir scheint aber immer recht konservativ.

Sprich einen SEHR ausgereiften Prozess, und dafür halt größere Chips, und die dann auch niedrig Takten etc. Halt alles machen um das Leistung/Watt-Verhältnis zu verbessern.

IBM hat in den letzten Jahren/Generationen eigentlich mit fast jeder Generation auch das Fertigungsverfahren geändert und war auch nie allzu weit hinten:

POWER 5+ 90nm (2005)
POWER 6 65nm (2007)
POWER 7 45nm (2010)

z9 90nm (2005)
z10 65nm (2008)
z196 45nm (2010)

Auch bei den Taktraten ist man alles andere als zurückhaltend: die z196 Chips sind mit teils über 5GHz die höchstgetakteten Serien-CPUs überhaupt... und ein älteres Fertigungsverfahren trägt auch nicht zur Effizienz bei...

 

[biohaufen]

IBM hat in den letzten Jahren/Generationen eigentlich mit fast jeder Generation auch das Fertigungsverfahren geändert und war auch nie allzu weit hinten:

POWER 5+ 90nm (2005)
POWER 6 65nm (2007)
POWER 7 45nm (2010)

z9 90nm (2005)
z10 65nm (2008)
z196 45nm (2010)

Auch bei den Taktraten ist man alles andere als zurückhaltend: die z196 Chips sind mit teils über 5GHz die höchstgetakteten Serien-CPUs überhaupt... und ein älteres Fertigungsverfahren trägt auch nicht zur Effizienz bei...

Genau der Power 6 ist in der Ps 3

 

[Superwip]

Nein, die PS3 hat einen Cell Prozessor, das ist wieder etwas ganz eigenes...

 

[Skysnake]

IBM hat in den letzten Jahren/Generationen eigentlich mit fast jeder Generation auch das Fertigungsverfahren geändert und war auch nie allzu weit hinten:

POWER 5+ 90nm (2005)
POWER 6 65nm (2007)
POWER 7 45nm (2010)

z9 90nm (2005)
z10 65nm (2008)
z196 45nm (2010)

Auch bei den Taktraten ist man alles andere als zurückhaltend: die z196 Chips sind mit teils über 5GHz die höchstgetakteten Serien-CPUs überhaupt... und ein älteres Fertigungsverfahren trägt auch nicht zur Effizienz bei...

Z-Series ist ihr GANZ eigenes Ding..... Das kannst du mit so ziemlich gar keinem anderen Teil außer vielleicht dem Itanium vergleichen, aber das wars dann auch schon

Und was heißt "älter" es ist halt nicht das absolut neuste, womit man dann keine Probleme hat in der Fertigung, gute Leak-Raten hat etc. Und naja, man kann sich halt auch ziemlich kräftig aus dem Warenkorb bedienen. IBM macht ja fast alles Wir ham uns letztes Semester den CHip aus BLUEGene glaub ich wars angeschaut. Da wurde halt mal drauf geknallt was man so alles gefunden hat

Da hammer uns auch teils gedacht: "Öhm.... ja... ok, wenn mans halt schon mal hat und nicht neu entwickeln muss, warum nicht noch mit druff.. "

 

[Superwip]

2005 gab es noch nichts besseres als 90nm... 2007 gab es auch noch kein 45nm und Anfang 2010 war das 32nm Verfahren noch absolut neu und nur bei Intel verfügbar

IBM war in den letzten Jahren eigentlich immer halbwegs up to date

 

[Skysnake]

Sag ich doch

Wenn die WOLLTEN wäre aber wohl jeweils ein Schritt kleiner gegangen, aber warum? Mit der neuen Fertigung handelt man sich nur neue Probleme ein, die man atm nicht hat, und einige ihrer Chips sind ja wirklich RIESIG Da versteh ich das absolut, dass man da nicht extra einen neuen Prozess bringen will. Intel hält das ja auch nicht für klug wie man an TickTock sieht

 

[Gast20141127]

Diese Luftpumpen in Taiwan sollen mal zusehen dass die Intel nachkommen mit den kleineren Prozessen, anstatt über 3D-Chips und FinFET zu blubbern.
Wem wir die hohen Preise der DX11-Chips Anfang letzten Jahres zu verdanken hatten dürfte ja auch außer Frage stehen...

 

[ruyven_macaran]

Mich würde doch mal interressieren wie die sich bei den 3 D chips...die ja ein durcheus größeren Durchschnitt als die heutigen 2 D chips haben....die Kühlung funktioniert,effektiv gemacht wird.
Schließlich wird das nicht unerheblich sein, das die nu mal dicker sind.Bin mal gespannt wie dies gelöst wird.

Trigate: Kannst du ganz normal kühlen. Der Platzbedarf auf dem DIE mit zu- und Ableitungen sinkt afaik gar nicht mal so stark, das dürfte durch den sparsameren Betrieb größtenteils kompensiert werden.

TSV-Stacks: Tjo - das ist das spannende. Theoretische Konzepte gibts, aber billig sind sie definitiv nicht. Bislang nutzt man die Technik mit gutem Grund nur für Chips, die extrem wenig Wärme produzieren.

Wasser durch Mikrokanäle innerhalb der Chips jagen. Will IBM machen, bzw. macht es eventuell schon bei Prototypen.

Prototypen hatten sie schon vor Jahren. Aber den Platzverbrauch einer Wakü kannst du nicht beliebig senken und während du bei einem Single-Layer-Chip noch mit relativ günstigen Kanälen in der Oberfläche arbeiten kannst, müsstest du bei TSV-Stacks tatsächlich Lücken im inneren lassen und das kostet dich enorm viel Platz.
Ich würde nicht damit rechnen, dass sowas überhaupt kommt - wo du den Platz für eine Wakü hast, kannst du auch mit größeren Packages und herkömmlichen Chips arbeiten. Das ist sinnvoller, als vier Lagen Silizium zu stapeln, um effektiv die Oberfläche von zweien nutzen zu können.

Fällt mir auf: Gibt es eigentlich Pläne für doppelseitige Chips? Frage mich schon seit langem, wieso niemand die Unterseite der Wafer nutzt. Das wäre in Kombination mit TSV eigentlich noch recht effizient.

Da kannste vielleicht sogar ne passive WaKü bauen.

Das kann man nun wirklich mit einfacheren Mitteln

Ich bin auf jeden Fall gespannt, ob wir noch 2012 oder 2013 die Kühlung im Chip sehen werden. IBM ist da schon SEHR am druck machen. 2012 kommt auf jeden Fall spätestens die Version mit einem Alu Block, in den die Mikrokanäle eingearbeitet sind.

Was ist an einem Feinstruktur-Alu-Kühler neu, außer dem korrosionsempfindlichen Material und das IBM draufsteht?

Und das ist dann halt schon heftig, wenn man 20%+ an Energiekosten sparen kann Wenn man das Ding sogar in nen Brauchwasser-Kreislauf packen kann, sogar 50%+ Das ist einfach heftig.

Heftig daran ist eigentlich nur die bisherige Energieverschwendung. CPU-Kühler, mit denen du eine handelsübliche x86-Desktop-CPU (brauchst nichtmal die temperaturresistenten Mobile-Varianten) mit 50 °C Wassertemperatur stabil betreiben kannst, gibt es wie Sand am Meer. Seit Jahren. Aber bislang haben Rechenzentren- und Serverbetreiber wohl immer noch ein Problem damit, sich von der Wartungsfreundlichen Luftkühlung zu verabschieden und mit Wasser im Rechner anzufreunden.

 

[Skysnake]

Ruyven, die Innovation ist halt, dass das Wasser in direkten Kontakt mit dem Wasser kommt, und die Strömungsgeschwindigkeit am Material durch die Mikrokanäle halt besonders hoch wird.

Und wo hast du denn Platzprobleme? Das Ding ist von der Größe her ein stink normaler Wasserkühler. Sprich passt ohne Probleme in ne 1U Kiste rein. Klar irgendwo muss man die Punpe noch hin packen, aber dafür kann man halt Dinge in ne 1U Schachtel packen, die man mit Luftkühlung nur in ne 2U oder mehr bekommt.

Ich hab zumindest noch keine WaKü gesehen, die mit 50°C Wasser problemlos den Chip kühl hält. Du hast da ja nicht mal mehr 10°C Tempdif. Kann ja mal einer ausprobieren, bis wieviel °C er die CPU unter 60°C gekühlt bekommt. Wäre schon interessant

Und die Unterseite nimmt man nicht, da man ansonsten auch durchkontaktieren müsste UND verdammt viel Material auftragen, um den Chip vor dem Kühler zu schützen. So sitzen ja die eigentlichen Strukturen auf der anderen Seite.