AMD Radeon RX 480 8 GB

När AMD tillkännagav Radeon HD 7970 i slutet av 2011 blev det startskottet för TSMC:s tillverkningsteknik 28 nanometer, som ersatte föregående 40 nanometer. Detta innebar en rejäl förbättring i energieffektivitet och dubblering i transistortäthet, två aspekter som sedan grafikprocessorns begynnelse drivit utvecklingen framåt.

Nästa naturliga steg skulle bli 20 nanometer, men tekniken gav inte samma fördelar som tidigare teknikskiften. Relativt hög strömförbrukning kombinerat med en dryg dubblering i transistortäthet gjorde att vissa mobilkretsar blev varma och led av så kallade "hotspots", varför både AMD och Nvidia ratade tekniken för sina stora och strömtörstiga kretsar.

Istället fick duon efter bästa förmåga utföra mirakel på 28 nanometer, där Nvidia kanske lyckades bäst med energieffektiva Maxwell. Så sent som förra året slog dock de båda i en vägg när de tvingades tillverka rekordstora kretsar på 600 mm² med åtta miljarder – eller fler – transistorer, för att höja prestandan.

AMD Polaris – farväl TSMC

Likt Nvidia tar nu även AMD klivet bort från 28 nanometer, men här är övergången än mer intressant. AMD och Nvidia har sedan lång tid tillbaka troget haft TSMC som tillverkare och leverantör av grafikkretsar, men den här generationen kliver AMD av och vänder sig till Samsung och Globalfoundries.

Tillverkningstekniken heter 14 nanometer och kommer med "FinFET"-transistorer, så kallade 3D-transistorer. Till skillnad från traditionella som leder ström över en plan yta har dessa en kiselfena där strömmen flödar, vilket ger bättre kontroll över flödet och därmed ger lägre strömläckage samt förmågan att nå högre prestanda – klockfrekvenser.

Likt TSMC:s 16 nanometer är 14 nanometer från Samsung och Globalfoundries inte en regelrätt krympning, utan är i själva verket 20 nanometer med FinFET med ovannämnda egenskaper. Den nya transistortypen ska således motivera namnbytet och övergången till en "mindre" geometri.

Samsung 14 nanometer mot TSMC 16 nanometer

I samband med lanseringen av Pascal berättade en av Nvidias representanter att de valde att fortsätta med TSMC på 16 nanometer för att tekniken var bättre lämpad för högre klockfrekvenser, på bekostnad av något lägre transistortäthet kontra Samsungs och Globalfoundries dito.

Beslutade handlade således om ett väl avvägt beslut, där Nvidia istället för att gå på möjligheten att maximera antalet CUDA-kärnor satsade på att kunna nå samma – eller bättre – prestanda med färre kärnor och högre klockfrekvenser. AMD valde således att gå i motsatt riktning med Polaris.

Enligt AMD erbjuder Samsung och Globalfoundries den mest transistortäta tekniken för tillverkning av halvledare idag. Vidare talar Samsung om hela 50 procent bättre prestanda (klockfrekvens) eller 60 procent lägre strömförbrukning i jämförelse med 28 nanometer, samtidigt som transistortätheten dubblerats.

Trots lovord om hög transistortäthet går AMD varken ut med siffror för storleken på Polaris 10 eller just antal transistorer. Det enda som finns att tillgå är tidigare uppskattning på ~232 mm², vilket gör den marginellt större än långköraren Pitcairn (HD 7800-serien)/Curacao (R9 270-serien)/Trinidad (R9 370-serien) som mäter in på endast 212 mm².

En kanske mer intressant jämförelse är Hawaii (R9 290-serien), senare Grenada (R9 390-serien), som mäter 438 mm². Det är nämligen den här grafikkretsen som Polaris 10 ersätter, med snarlik prestanda och väsentligt lägre strömförbrukning.