"Schaltpläne" für CPUs?

[RyzA]

Hallo!


Moderne Prozessoren bestehen ja aus Milliarden von Transistoren.
Gibt es dafür auch Schaltpläne? Und wieviele Seiten würde wohl so ein Schaltplan für eine einzige CPU füllen?
Wie behalten die Ingenieure da noch den Überblick? Wie können sie Fehler in den komplexen Schaltungen aufspüren?
Verwenden sie auch mitlerweile KIs um Muster oder Fehler zu erkennen?

 

[Incredible Alk]

Gibt es dafür auch Schaltpläne?

Natürlich - nur keine im Detail für Menschen lesbare mehr.

Wie behalten die Ingenieure da noch den Überblick?

Gar nicht.

Menschen designen schon seit Ewigkeiten keine Transistoren mehr von Hand - das ist für einen Menschen in der heutigen Komplexität absolut unmöglich. Bei CPUs sind wir schon lange bei "Maschinen designen Maschinen", die Ingenieure sind dafür da, die Auslegungen, Untergruppen, Anordnungen, Logiken usw. in den Chips für die grade aktuelle Fertigung bestmöglich zu designen, welche Transistoren dabei einzeln wo wie gesetzt und verschaltet werden um die Vorgabe zu erfüllen wird naatürlich von einer Software übernommen.

Wie können sie Fehler in den komplexen Schaltungen aufspüren?

Größtenteils: Try&Error. Erst in simulierten Chips, später in diversen Prototypen usw. bis hin zum fertigen Produkt wo man dann hofft, zumindest nur noch zweistellige Fehleranzahlen zu haben und keinen strammen Klopper übersehen zu haben der ein neues Stepping erfordert bzw. große Sicherheitslücken oder Performanceeinbrüche/Rechenfehler zur Folge hat (Spectre, Meltdown, TLB-Bug, Pentiumbug usw.)

Verwenden sie auch mitlerweile KIs um Muster oder Fehler zu erkennen?

Mittlerweile ist gut - ich gehe stark davon aus, dass die Tools die für ein Chipdesign verwendet werden schon mindestens auf neuronale Netze gesetzt haben, bevor die allermeisten da draußen jemals etwas davon oder von KI gehört haben. Den Vorgänger einer KI bzw. neuronale Netze benutzen wir in der Schwerindustrie seit den 90er Jahren für Produktentwicklungen, Firmen deren eigene Branche es ist sowas zu entwickeln dürften da mindestens genauso schnell unterwegs gewesen sein. Die 275000 Transistoren eines 386ers hat Mitte der 80er Jahre ziemlich sicher kein Mensch mehr einzeln von Hand auf nem Schaltplan verdrahtet.

 

[RyzA]

@Incredible Alk : Ja krass! Danke für die Aufklärung!

Ich habe als Otto-Normal-Verbraucher überhaupt keine richtige Vorstellung davon gehabt.

Aber ich finde das Thema sehr interessant!

 

[Incredible Alk]

Ich hab da auch keine tiefe Einsichten, aber dass schon Jahrzehnte niemand mehr "Schaltpläne" entwirft ist klar.

Es gibt ja heute "Libraries" für Einheiten und Transistorarten beispielsweise. Wenn der Ingenieur sagt "ich will 1 MiB Cache pro Kern" wird die Software etliche Millionen von Transistoren entsprechend anordnen um die Vorgabe zu erfüllen. Welche Transistoren dafür genutzt werden sollen (schneller und größer oder langsamer und dichter gepackt beispielsweise) liegt dabei genauso im Ermessen des Ingenieurs wie wo der Cache im Die wie angeordnet werden soll, wie er wo wie brei angebunden wird und so weiter - und all diese Entscheidungen haben Vor- und Nachteile. Die Kunst ist da das Optimum rauszuholen innerhalb dessen, was die Fertigungstechnik und das Budget (Diesize) hergibt..

Ich gehe persönlich stark davon aus ohne es zu wissen, dass in diesem Prozess heute schon stark auf KI gesetzt wird. Ich kann mir nicht vorstellen, dass Menschen noch in der Lage sind, performancekritische aber extrem komplexe Einzelschaltungen wie etwa eine BranchPrediction noch manuell zu optimieren, ich vermute dass man hier ähnlich den LLM-Prompts mit Programmvorgaben arbeitet und so versucht bestehende BranchPredictions automatisiert zu modifizieren und zu verbessern.

 

[Olstyle]

Was es aber statt Schaltplänen auch öffentlich verfügbar, besprochen und ausgetestet gibt sind Blockschaltbilder. Aktuell bester Vertreter für solche deep dives ist

Chips and Cheese | Substack

The Devil is in the Details! Deep dives into computer hardware and software and the wider industry... Click to read Chips and Cheese, a Substack publication with thousands of subscribers.

chipsandcheese.com

 

[soulstyle]

Studienkollege (Technikerschule) arbeitet hier.

Eingebundener Inhalt

youtube.com/watch/?v=kuANgMCRnqY

An dieser Stelle findest du externe Inhalte von Youtube. Zum Schutz deiner persönlichen Daten werden externe Einbindungen erst angezeigt, wenn du dies durch Klick auf "Alle externen Inhalte laden" bestätigst: Alle externen Inhalte laden Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit werden personenbezogene Daten an Drittplattformen übermittelt.
Für mehr Informationen besuche die Datenschutz-Seite.

 

[Herr_M]

Wie entstehen dabei eigentlich Fehler bzw. funktionsunfähige Chips? Ist das eine Frage der Unschärfe?

 

[Shinna]

Wie entstehen dabei eigentlich Fehler bzw. funktionsunfähige Chips?

Fehler bei der EUV Belichtung der Maske. Der Laser "muss" ein Zinn Droplet mit der Größe eines Atoms treffen. Um daraus das notwendige Plasma entstehen zu lassen. Auf Asianometry findest Du viele gute Videos die das Verfahren "erklären". Suche einfach nach "EUV" dort auf dem Channel.

Asianometry

Video essays on business, economics, and history. Sometimes about Asia, but not always. For general mail: hello@asianometry.com For business inquiries: business@asianometry.com I don't have an Asianometry Telegram. Don't fall for comment scams on YouTube, please.

www.youtube.com

 

[soulstyle]

Da ist alles drin, von physischen Fehlern, bis eingeschlossene Partike, Schaltungsfehler, Gitterlücken. DOTIERUNGSFEHLER, ALLES DABEI SEIN