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NVIDIA GeForce-Ampere: 7 nm von TSMC oder Samsung?

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asus-geforce-rtxImmer mehr technische Details zu den neuen GeForce-Ampere-Karten tauchen auf. Wir kennen den Speicherausbau, dessen Anbindung, die Anzahl der Shader und vieles mehr. Auch die ersten Taktraten sind durchgesickert, wenngleich sich diese auf die nicht übertakteten Partnerkarten beziehen.

Doch es gibt auch noch einige Fragezeichen. So liegen die Boost-Taktraten der Founders Editionen nich im Dunklen. Ein paar Fragezeichen gibt es auch bei den speziellen Funktionseinheiten der Ampere-GPU. Für die GA100-GPU hat NVIDIA die Anzahl der effektiveren Tensor Cores von vier auf zwei pro SM (Streaming Multiprocessor) reduziert. Ob dies in dieser Form auch bei den GeForce-Varianten umgesetzt wird, bleibt abzuwarten.

Ebenfalls unklar ist die Anzahl der RT Cores, die für die Hardwarebeschleunigung verantwortlich sind. In der Turing-Architektur sind pro SM ein RT Core vorhanden. Die Ampere-Architektur wird RT Cores der zweiten Generation verwenden, insofern wäre hier vieles denkbar. Davon ausgehend, dass NVIDIA die Raytracing-Leistung verbessern möchte, könnten auch mehr RT Cores pro SM verwendet werden.

Aber bis zur offiziellen Vorstellung der neuen GeForce-Karten am morgigen Abend werden wir wohl wissen, welche Ausbaustufe der Ampere-Architektur wir bekommen werden.

7 nm von TSMC oder Samsung?

Über die letzten Jahre hat NVIDIA seine GPUs ausschließlich bei TSMC fertigen lassen. Dies ist auch für die noch aktuellen Turing-GPUs der Fall. Die Vorstellung der GA100-GPU sorgte für einige Aufmerksamkeit, da NVIDIA hier von einer Custom-Fertigung in TSMC 7N (nicht N7) spricht. Könnte man bei einmaliger Nennung der 7N-Fertigung noch von einem Tippfehler sprechen, hat NVIDIA diesen "Fehler" dann offenbar auch bei der Vorstellung der PCI-Express-Variante gemacht.

In der Keynote zum A100-Beschleuniger spricht NVIDIAs CEO Jen-Hsen Huang von "TSMC 7 nm process that has been optimized for NVIDIA" – also der Fertigung in 7 nm, die auf NVIDIA angepasst wurde. Klar ist also, die GA100-GPU wird bei TSMC gefertigt, aber daran gab es ohnehin keine Zweifel mehr und ob nun N7 oder N7P verwendet wird, ist wohl auch nur eine akademische Frage.

Viel entscheidender aber ist in dieser Hinsicht, ob NVIDIA die GA10x-GPUs bei TSMC oder Samsung fertigen lässt. Seit einigen Monaten kursiert das Gerücht, NVIDIA könnte hier auf Samsung zurückgreifen – auch um eine Abhängigkeit von TSMC zu reduzieren. Zudem versucht natürlich jeder Chiphersteller die für sich beste Fertigung hinsichtlich der Technik und auch der Kosten zu finden. Für die GA100-GPU war dies für NVIDIA klar TSMC und hier spielt vermutlich auch das CoWoS-Packaging mit dem HBM2 eine Rolle.

Doch hat Samsung überhaupt eine Fertigung, die die Herstellung einer Ampere-GPU zulässt? Über lange Zeit wurde hier nur von 8LPP (Low Power Performance) berichtet, doch Samsung bietet inzwischen mit 7LPP einen Prozess an, der dazu passen würde. Dieser kommt zwar aktuell beim Exynos 9825 zum Einsatz, auch einige Snapdragon-Varianten fertigt Samsung in 7LPP. Samsung bewirbt die Fertigung in 7LPP aber ausdrücklich auch für größere Chips: "HVM (High Volume Manufacturing) goal of 250W has been demonstrated." IBM wird den Power10 bei Samsung in 7LPP fertigen lassen.

Aus technischer Sicht spricht also offenbar wenig gegen eine Fertigung bei Samsung. Seit Mitte 2019 bietet Samsung die Fertigung in 7LPP an, inzwischen kann also von einem ausgereiften Prozess die Rede sein.

Am Ende spielt es keine wichtige Rolle

Am Ende spielt es natürlich keine Rolle, ob die 5.248 Shadereinheiten einer GeForce RTX 3090 nun in 7 nm von TSMC oder Samsung gefertigt werden. NVIDIA wird bestimmte Design-Vorgaben haben, mit welchem Takt die GPUs laufen sollten und auch die Ausbeute spielt dabei sicherlich eine Rolle.

Die Fertigung bei Samsung wurde immer mal wieder ins Spiel gebracht, aufgrund der schlechten Erfahrungen in 8 nm aber in der medialen Berichterstattung auch immer wieder verworfen. 8 nm werden es nicht werden, so viel ist inzwischen klar. Aber auch bei 7 nm bleiben TSMC und Samsung im Rennen. Wer dies am Ende für sich entschieden hat, werden wir spätestens morgen Abend wissen.