AMD bringt kein HKMG bei 45 nm-CPUs

AMDViel wurde in den letzten Wochen über AMDs kommende Sechskern-Desktop-Prozessoren mit dem Codenamen Thuban geschrieben. Dabei kamen auch Spekulationen auf, AMD könnte bei Thuban erstmals auf High-K-Metalgates (HKMG) setzen, die signifikante Verbesserungen bei Taktbarkeit und Stromverbrauch versprechen. High-K-Dielektrika sind Materialien, die eine höhere Dielektrizitätszahl aufweisen als Siliziumdioxid, das den Grundstoff für die Chipfertigung darstellt. Ein weit genutztes High-K-Material ist Hafniumdioxid, das bei den Gates der Transistoren zum Einsatz kommt.

Wir hatten diesbezüglich sowohl AMD als auch Globalfoundries kontaktiert, ohne definitive Aussagen zu erhalten. Unser Kollege Anton Shilov von Xbitlabs, der kürzlich schon die Einführung eines Turbomodus für Thuban angekündigt hatte, hatte mehr "Glück" und bekam nun von Globalfoundries' PR-Chef Jon Carvill ein offizielles Dementi zum Einsatz von HKMGs bei 45 nm.

"We have no HKMG process at 40/45nm SOI or Bulk. The statement in our brochure is related to us introducing products using HKMG technology into our fab in Q1. We are not specifying who (as we have multiple customers that have lined up to support our HKMG technology) or what products (or exact process variant) at this time. HKMG is focused on 32nm/28nm generations."

High-K bleibt demnach den kommenden 32 nm-Prozessoren Llano und Zambezi vorbehalten. Damit dürfte bei der 45 nm-Fertigung kein großer Sprung mehr bevorstehen, was höheren Takt und niedrigeren Verbrauch angeht. Sicherlich wird die Fertigung aber kontinuierlich weiter verbessert.

AMD - High-K Folie (Analyst Day 2007)

Bestärkt wurden die Spekulationen im Vorfeld vor allem dadurch, dass die Fertigungsallianz um IBM - zu der auch AMD gehört - schon vor längerer Zeit einen 45 nm HKMG-Prozess für SOI (Silicon-on-Insulator) vorgestellt hatte, der niedrige Leckströme mit einer sehr guten Taktbarkeit verbindet und dem normalen 45 nm-SOI-Prozess deutlich überlegen ist. AMD hatte daher immer offen gelassen, HKMG später im Verlauf der 45 nm-Fertigung im Rahmen seiner CTI-Bemühungen (Continuos Transitor Improvement) auch tatsächlich zu nutzen. Nun sieht es jedoch so aus, dass man sich dagegen entschieden hat. Möglicherweise steht der Aufwand für eine Einführung nicht im Verhältnis zum erbrachten Nutzen und da AMD nun nicht mehr selbst fertigt, sondern seine Chips extern bei Globalfoundries in Auftrag gibt, können hier Kostengründe eine nicht unerhebliche Rolle gespielt haben. Momentan dürfte hier ein Großteil der Ressourcen in den Start der 32 nm-Produktion fließen, für den von Anfang an High-K-Materialien vorgesehen sind.
Zudem wäre einiges an Aufwand verbunden, die Prozessoren für den neuen Prozess anzupassen und die Kräfte für eine derartige Arbeit sind bei AMD momentan mehrfach anderweitig gebunden. Damit dürften der kommenden Desktop-Sechskern-CPU enge Grenzen beim Takt gesteckt sein. Größter Hoffnungsträger für AMD bleibt daher die Einführung eines Turbo-Modus, um den Takt der einzelnen Kerne dynamisch zu erhöhen und so konkurrenzfähiger zu werden.

High-K-Dielektrika werden bei AMD damit erstmals bei Llano Einzug halten, bei dem die aktuellen K10-Kerne auf 32 nm+Strukturgröße verkleinert werden und gleichzeitig an einige Stellen verbessert werden. Konkret zu den Verbesserungen hat sich inzwischen Charlie Demerijan von SemiAccurate geäußert. Er schreibt, dass vor allem beim Instruktionssatz, dem TLB, der FloatingPoint- und auch der Integereinheit nachgebessert wurde.

Intel nutzt High-K-Materialien schon seit der 45 nm-Fertigung, die 2007 mit den Penryns Einzug gehalten hat. Allerdings besteht ein grundsätzlicher Unterschied bei der Fertigung der Prozessoren von Intel und AMD darin, dass Intel auf Bulk- und AMD auf SOI-Wafern fertigt.


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5 Kommentare

5.) Undergroundking 17.02.2010 - 16:23 Uhr
das amd die 45 nm produktion nicht mehr umstellt und sich die kosten spart dürfte nicht wirklich überraschen.
wozu auch, die Phenom II verkaufen sich bestens.
und 32 nm stehen vor der tür, da wird investiert und nicht mehr in 45nm herstellungstechnologie.
4.) eXEC 12.02.2010 - 14:22 Uhr
Ich finde es auch totaler Schwachsinn, dass AMDs Phenoms nicht konkurrenzfähig sein sollen, ich hab für meinen Bundeswehr-PC einen gekauft (955) und hab damit fast die gleiche Leistung, wie mit meinem i7 bei 3500 Mhz, da sowieso fast immer nur die GPU limitiert. AMD hat momentan find ich sogar die bessere Palette, wenn der Preis eine sehr große Rolle spielt, ich habe für den Phenom 2 955 C3 samt GA-770TA-UD3 lediglich 200€ bezahlt, bei Intel wären 260€ für einen auch nicht schnelleren i5 samt Plattform fällig gewesen.
3.) N1truX 12.02.2010 - 13:37 Uhr
Ja das dürfte noch recht hochgegriffen sein.

Und HKMG würde sich schon lohnen, aber AMD tut gut daran sich auf zukünftige Produkte zu konzentrieren. LIano ist enorm wichtig für den Notebookmarkt, damit könnte AMD das erste mal richtig Fuß fassen und die 5 Mrd. vom ATi-Kauf würden sich in Sachen Know-How auch (endlich) mal auszahlen.
Bulldozer ist AMDs Architektur-Grundlage für die nächsten Jahren und sollte, besser muss dementsprechend stimmig sein.
Bobcat wird ebenfalls sehr wichtig werden, gerade um im unteren Preisbereich (siehe Atom) gegen Intel antreten zu können.
2.) isigrim 12.02.2010 - 10:38 Uhr
High-K käme eigentlich genau richtig bei den Sechskernern, weil man damit höhere Takte erreichen könnte, wodurch man eben konkurrenzfähiger wäre.
2011 kommt übrigens Zambezi, auf Bulldozer-Basis, da sollte sich also an der performance schon einiges ändern. -> solltest du mit deinem Nick eigentlich wissen.

Wieso ist die IPC bei den K10.5 scheiße? Sicherlich hat Intel mit den Nehalems - seien es Bloomfield oder Lynnfields - eine bessere Leistung pro Mhz, aber scheiße würde ich deshalb bei den K10.5 nicht sagen. Die ist immerhin um Längen besser als beim K8.
AMD kämpft einfach nach wie vor mit dem barcelona-Debakel und ist deshalb momentan konservativer in der Vorgehensweise, heißt Baustein-Strategie bei K10.5 und längere Optimierungsphasen ohne neue Architektur. Dafür muss man seine CPUs halt deutlich billiger verkaufen als die Konkurrenz, was dem Kunden letztlich aber ja nicht schadet.
Intel hat den Leuten mMn lediglich suggeriert, dass man die ganze Leistung bräuchte, was heute allerdings nur noch für die Wenigsten gilt. Ich denke, dass nicht mehr als 5% (und das ist schon hoch geschätzt) einen Quadcore regelmäßig ordentlich auslasten.
1.) Bulldozer 12.02.2010 - 10:21 Uhr
was nützt AMD HIgh-K wenn die Leistung gegenüber Intel trotzdem schlecht ist.
High-K ist sowieso schon zu spät für AMD, Intel hat seit Jahren High-K bei 45nm.
Bei AMD wird sich bis 2012 an der Leistung leider nichts ändern, ein 6 Kerner wird auch nichts bringen, was sind schon 30 % wenn die CPUs nur 2.8 Ghz takten.
AMD braucht eine starke Rohleistung, da hilft auch kein AVX oder SSE bla bla.
Intel CPUs sind bei gleichem Takt schneller.
Die MHz Leistung bei AMD ist scheisse, das liegt an der blöden scheiss K10 Technologie.
AMD hat zuviel Arbeit in K10 reingesteckt, AMD müsste wissen das K10 eine Totgeburt war, nachdem K8 hätte man direkt was neues bringen müssen und kein K10/K10.5 getunte Tonne.
Alles was nach dem K8 kam war nicht gut von AMD, deshalb kaufen die meisten nur noch Intel. Was sollen wir jetzt machen und was ist mit 2011? Wenn AMD keine CPUs im Programm hat die im Benchmark Balken immer vor Intel sind, dann sieht es sehr schlecht aus für AMD. Ich kann es nicht mehr hören wenn einige sagen wegen AVX, SSE, Turbo/SMT ist Intel besser, davon wird AMD nicht besser und morgen kommt der Nachfolger und AMD bekommt keine Lizens diese Funktionen in der CPU einzubauen und dann? was ist mit 2012/13/14/15, ist AMD dann immer noch wie jetzt hinter Intel.....

aso die Schulden vom ATI Kauf haben wir vergessen, wie möchte AMD diese tilgen?
Ein gutes Unternehmen würde für ATI keine 2 Milliarden ausgeben, aber AMD hat sich über 5 Milliarden veschuldet. Intel hat günstige Produkte im Handel und macht AMD die ganzen Jahre das Lben schwer, jetzt mal erlich was sind 1.25 Milliraden von Intel an AMD wenn Intel Jahrelang den Markt für AMD sperrt? Die hätten von Intel eig. 5-10 Milliarden verlangen sollen, aber nicht außergerichtlich, ach ach AMD.