Transistorenanzahl, Chipfläche und Packdichte früherer Spitzen-Grafikchips von AMD & nVidia

Im Zuge der Diskussion [1], wieviel Hardware nVidia in die angeblich 17 Milliarden Transistoren [2] des GP100-Chips hineinstecken kann und was AMD hier gegenüber bei deren Arctic-Islands-Generation [3] bieten wird, ist ein Blick zurück zu früheren Spitzen-Grafikchips von AMD und nVidia eventuell ganz nützlich. Natürlich gibt es hierbei jeweils größere Sprünge beim Erreichen eines neuen Fertigungsverfahrens – und schaut man ganz weit zurück, dann fällt auch auf, daß die Spitzen-Grafikchips von vor einer Dekade (und älter) keineswegs auf Größenordnung von 500-600mm² Chipfläche kamen. Ob man seinerzeit noch nicht so große Chips (wirtschaftlich) herstellen konnte oder ob es schlicht keine Notwendigkeit zu diesen gab, ist im Nachhinein leider eher schwer zu erruieren:

Jene Trennlinie befindet sich bei beiden Grafikchip-Entwicklern bei den ersten DirectX-10-Grafikchips nVidia G80 und ATI R600 aus den Jahren 2006/2007. Davor haben beide Grafikchip-Entwickler ihre jeweils größten Grafikchips nur in Größenordnungen von 280-330mm² Chipfläche herausgebracht – doch danach brach die Zeit der Grafikchips oberhalb von 400mm² an. Bei nVidia wurde ab dem G80-Chip faktisch nichts mehr kleiner als 484mm² (die Ausnahme beim GT200b bestätigt wegen der dort nur genutzten 55nm-Fertigung bei ansonsten unverändertem Grafikchip die Regel), während AMD zuerst auch mit 408mm² beim R600-Chip anfing, dann jedoch nochmals einige mittelgroße Grafikchips auflegte, bis in der 28nm-Generation die Chipfläche dann doch noch auf satte 596mm² beim Fiji-Chip gesteigert wurde.

Bezüglich der reinen Packdichten sind natürlich zuerst die großen Sprünge anhand neuer Fertigungsverfahren augenscheinlich – und dennoch, sobald beide Grafikchip-Entwickler mal wirklich neue Grafikchips unter derselben Fertigung aufgelegt haben, ist immer auch die Packdichte trotz identischer Fertiung nach oben gegangen: Bei nVidia kürzlich zwischen GK110 und GM200 um +3,6%, oder auch früher zwischen G92 und GT200 um +4,3%. Bei AMD waren es kürzlich zwischen Fiji und Hawaii um +5,4%, zwischen Fiji und Tahiti sind es sogar sehr starke +21,9% (bei allerdings deutlich differierender Chipgröße). Die früheren Sprünge bei AMD deuten dann darauf hin, daß letztgenannter Wert eine klare Ausnahme darstellt und daß 3-5% der Normalzustand sind, welchen man im Zuge einer regulären Chipentwicklung herausholen kann. Einen ähnlichen Wert könnte nVidia also durchaus beim kommenden GP100-Chip herausholen – zusätzlich zum regulären Packdichten-Vorteil von TSMCs 16FF+ Fertigung vom Faktor 2.