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Quad-Core-Zen belegt 11 Prozent weniger Chipfläche als Kaby Lake

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Auch wenn sich vieles auf die Fertigungsgröße konzentriert und hier oft mit Werten wie 16, 14, 10 oder 8 nm geprahlt wird, so spielen doch auch noch andere Faktoren eine wichtige Rolle. Die Reduzierung der Kosten ist dabei ein wichtiger Aspekt, denn eine kompaktere Fertigung ermöglicht es, mehr Chips pro Wafer zu produzieren. Zwei CPU-Architekturen, beide in 14 nm gefertigt, können dabei bei ähnlichem Aufbau dennoch große Unterschiede aufweisen. Auf eben diese weist AMD auf der International Solid State Circuits Conference 2017 (ISSCC) hin.

AMD vergleicht dazu ein Quad-Core-Design eines RYZEN-Prozessors mit einem Quad-Core-Design eines Kaby-Lake-Prozessors von Intel. Während dieser Block bei AMD rund 44 mm² groß sein soll, sind es bei Intel 49 mm². Diese 11 Prozent Unterschied klingen zunächst nach nicht viel, können für die Fertigung und die Fertigungskosten aber entscheidend sein. Natürlich lassen sich CPU-Kerne nicht Eins-zu-eins vergleichen, alleine schon aufgrund des Aufbaus und des verwendeten Caches sind hier Unterschiede vorhanden. AMD scheint es aber geschafft zu haben, die Strukturen enger zu packen, als dies bei Intel der Fall ist.

Vergleich zwischen Zen und Kaby Lake
Architektur: AMD ZEN Intel Kaby Lake
Fertigung: 14 nm 14 nm
Kerne/Threads: 4 Kerne / 8 Threads 4 Kerne / 8 Threads
Fläche: 44 mm² 49 mm²
L2-Cache:  512 kB
1,5 mm²/Kern
256 kB
0,9 mm²/Kern
L3-Cache:  8 MB
16 mm²
8 MB
19,1 mm²
CCP:  78 nm 70 nm
Fin Pitch:  48 nm 42 nm
Metal Pitch:  64 nm 52 nm
Standard 6t SRAM: 0,0806 mm² 0,0588 mm²
Metal Layers: 12 13

Konkret verglichen wird ein Quad-Core von Intel auf Basis von Kaby Lake. Intel verwendet einen 256 kB großen L2-Cache, hinzu kommen 8 MB L3-Cache. AMD verwendet in einem CPU Complex (CCX) 512 kB L2-Cache Pro Kern und ebenfalls 8 MB L3-Cache über die vier Kerne hinweg. Den L3-Cache kann AMD mit 16 mm² kompakter aufbauen, als dies Intel mit 19,1 mm² gelungen ist. Auch der doppelt so große L2-Cache ist mit 1,5 mm² dichter gepackt als bei Intel mit 0,9 mm².

Neben der reinen Größe des Chips spielen auch noch weitere Faktoren eine Rolle. So verwendet AMD offenbar nur 12 Metal-Layer, während es bei Intel 13 sind. Auch dies kann die Fertigungskosten reduzieren und zeigt, wie effektiv die Zen-Architektur offenbar hinsichtlich der Fertigung ist. Ob dies auch für die Leistung gilt, wird sich in wenigen Wochen zeigen. Anfang März sollen die Prozessoren auf den Markt kommen.

Während Intel ein eigenes Fertigungsverfahren in 14 nm verwendet (14FF+), hat AMD bzw. GlobalFoundries das 14LLP-Verfahren von Samsung lizensiert.