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Was ist „Binning“ für Computerkomponenten?


Vania Zhukevych/Shutterstock

Sie wissen es vielleicht nicht, aber jedes Mal, wenn Sie eine neue Desktop-CPU kaufen, erhalten Sie auch ein Los für ein Werbegeschenk namens „Silikonlotterie“. Zwei CPUs desselben Modells können dank des sogenannten „CPU-Binnings“ unterschiedliche Leistungen erbringen, wenn sie an ihre Grenzen stoßen.

Was ist Binning?

Binning ist ein Sortierverfahren, bei dem leistungsstärkere Chips von leistungsschwächeren Chips aussortiert werden. Es kann für CPUs, GPUs (Grafikkarten) und RAM verwendet werden.

Angenommen, Sie möchten zwei verschiedene CPU-Modelle herstellen und verkaufen: eines, das schnell und teuer ist, und ein langsameres zu einem günstigen Preis

Entwerfen Sie zwei verschiedene CPU-Modelle und stellen Sie sie separat her? Warum sich die Mühe machen, wenn Sie einfach „Binning“ verwenden könnten?

Der Herstellungsprozess ist nie perfekt, vor allem angesichts der unglaublichen Präzision, die zur Herstellung von CPUs erforderlich ist. Wenn Sie diese schnellen, teuren CPUs herstellen, werden Sie am Ende einige haben, die einfach nicht mit den Spitzengeschwindigkeiten laufen können. Sie können diese dann so optimieren, dass sie mit geringeren Geschwindigkeiten ausgeführt werden, und sie als Schnäppchenprozessoren verkaufen.

Nehmen wir als einfacheres Beispiel an, dass Sie einen Chip mit acht und sechs Kernen herstellen. Anstatt zwei separate Produkte herzustellen, lassen Sie einfach Ihre Fabrik die Achtkern-Chips herstellen. Einige werden fehlerhaft sein und nur sechs Funktionskerne haben. Um also Sechskernchips zu erhalten, nehmen Sie einfach diese fehlerhaften Achtkernkerne, deaktivieren die beiden nicht funktionierenden Kerne und verkaufen sie dann als Sechskernchips.

Binning ist eine Möglichkeit, effizienter zu sein und Abfall im Herstellungsprozess zu reduzieren.

Sortieren von Prozessoren in metaphorische „Bins“

Ein Prozessor könnte sein Leben als Prozessor mit höherer Leistung beginnen, wie zum Beispiel der Core i7-10700 oder sein Vorgänger, der Core i7-9700. Aber wenn es Zeit für Team Core i7 Tryouts ist, kommt unser kleiner Chip nicht durch und bekommt nie ein Trikot.

Der Chip kann jedoch immer noch einigermaßen gut funktionieren, und es wäre Zeit- und Geldverschwendung, ihn einfach wegzuwerfen. Unser Silizium wird also „gemüllt“, einige Kerne deaktiviert und fällt auf Team Core i5 zurück, wo es glücklich an den Olympischen Spielen der Tabellenkalkulation teilnimmt.

Das Erstellen eines Prozessors ist ein komplizierter, zeitaufwendiger und teurer Prozess. Aus diesem Grund möchten Unternehmen bei der Herstellung immer den Abfall so weit wie möglich reduzieren. Wenn also ein Chip, der als Top-Performer entwickelt wurde, die Qualitätssicherung nicht besteht, landet er im sprichwörtlichen Chucks in der leistungsschwächeren Tonne und wird weiter unten in der Produktlinie zu einer CPU.

Um es klar zu sagen, niemand schnappt sich CPUs, wirft sie in ein Fass und wirft sie dann in Core i5- oder Core i3-Boxen. Stellen Sie sich „Binning“ einfach als eine Art Sortierung vor, bei der CPUs in verschiedene Preis- und Leistungsstufen eingeteilt werden, je nachdem, wie gut sie während des Werkstests abschneiden.

Denken Sie auch daran, dass verschiedene CPU-Generationen unterschiedliche (oder mehrere) Binning-Verfahren. Die oben behandelten Beispiele dienen nur der Veranschaulichung – das passiert nicht unbedingt mit jeder CPU-Generation.

VERBUNDEN: Wie werden CPUs eigentlich hergestellt?

Wie alles passiert

Drei Elemente: Sand, ein heißer Siliziumbarren, der geformt wird, und ein grauer Siliziumbarren auf weißem Hintergrund
Intel

Wir haben bereits behandelt, wie CPUs hergestellt werden, einschließlich der komplizierteren Details. Kurz gesagt beginnt ein CPU-Hersteller jedoch mit einem Silizium-Ingot, der in dünne kreisförmige Wafer geschnitten wird. Auf die Wafer werden dann Transistoren durch einen Prozess namens Photolithographie geätzt.

Auch bei der Herstellung gibt es verschiedene Schritte, bei denen die Wafer poliert, mit Kupferionen übergossen und mit Metallschichten versehen werden. Am Ende dieses komplizierten Prozesses erhalten Sie einen fertigen Wafer, der mit Prozessoren beladen ist.

Die meiste Arbeit wird von Maschinen erledigt, wobei Menschen in Schutzanzügen, Stiefeletten, Hauben und sogar Masken beobachten. Dies liegt daran, dass Siliziumwafer empfindlich gegenüber Verunreinigungen sind, einschließlich menschlicher Haut und Haare. Daher besteht eines der Hauptziele bei der Herstellung darin, die Wafer so makellos wie möglich zu halten.

Es wird jedoch unweigerlich Abschnitte der Waffel geben, die dem Schnupftabak nicht gewachsen sind. Sobald der Wafer in CPU-Silizium geschnitten und auf dem grünen Substrat (dem Stück Platine, das zwischen dem Silizium und dem CPU-Sockel des Computers sitzt) platziert ist, gehen die Einheiten zum Testen.

Dies ist, wenn unsere „Probespiele“ stattfinden. Das Unternehmen führt Tests an den CPUs durch, um zu sehen, ob sie bei den richtigen Spannungen, Temperaturen und Taktraten funktionieren. Alle, die dies nicht tun, könnten Kandidaten für untergeordnete Modelle sein.

Ein Prozessor wird möglicherweise herabgestuft, weil er über leistungsschwache oder nicht funktionierende Kerne verfügt. Diese Kerne werden dann deaktiviert, normalerweise durch Laserschneiden. Wenn das passiert, kann aus einem Achtkern-Chip ein Sechs- oder sogar ein Vierkerner werden.

Wenn die integrierte GPU nicht funktioniert, wird sie möglicherweise deaktiviert und die CPU auf einen Intel-Chip der F-Serie herabgestuft, der ohne integrierte Grafik geliefert wird.

Im Oktober 2020 veröffentlichte AMD beispielsweise vier Ryzen 5000 Desktop-Prozessoren: den 9 5950X, 9 5900X, 7 5800X und 5 5600X mit 16, 12, 8 bzw. 6 Kernen. Diese Prozessoren werden mit einem sogenannten „Kernkomplex“ gebaut, dem Silizium, das die Kerne der CPU enthält.

Ryzen 5000 CCXs haben vom Design her acht Kerne, was bedeutet, dass der Ryzen 7 5800X mit acht Kernen einen CCX hat, während der Ryzen 9 5950X mit 16 Kernen zwei hat.

Aber wie bekommt man einen 12-Kern-Chip aus einem Acht-Kern-CCX? Höchstwahrscheinlich durch Binning und Deaktivieren von leistungsschwachen oder nicht funktionierenden Kernen, um 12- und 6-Kern-CPUs ohne viel Abfall zu erstellen.

Wie Binning die Übertaktung beeinflussen kann

Eine Nahaufnahme des Motherboards eines Hochleistungs-Desktop-PCs mit LED-Leuchten.
FeelGoodLuck/Shutterstock

Für alle, die ihre CPU nicht übertakten, hat Binning oft keine nennenswerten Auswirkungen. Die Spezifikationen, die Sie auf der Verpackung sehen, sind das, was Sie von der CPU in Ihrem System erwarten können.

Wenn Sie sich jedoch für Übertaktung interessieren, kann Binning eine Rolle spielen, und die oben genannte Silizium-Lotterie kommt ins Spiel. Es ist möglich, dass deaktivierte Kerne wieder zum Leben erweckt werden, aber dies ist jetzt äußerst selten, da schlechte Kerne durch Laserschneiden physisch deaktiviert werden. Ein häufigeres Ergebnis ist, dass der Chip nur bei höheren Frequenzen als erwartet arbeitet.

Dies variiert von CPU zu CPU, weshalb es als „Lotterie“ bezeichnet wird. Es gibt sogar Fachhändler, die die Prozessoren nach Leistung sortieren und das gleiche CPU-Modell mit unterschiedlichen Spitzenfrequenzen verkaufen.

Das bedeutet, dass zwei Ryzen-7-Prozessoren, die direkt nebeneinander in einem Ladenregal sitzen, sehr unterschiedliche Ergebnisse beim Übertakten haben können. Einer könnte schneller sein, aber auch viel heißer werden, als er sollte, während der andere aufgrund der Boost-Geschwindigkeiten des Prozessors wie erwartet funktioniert.

Wenn Sie herausfinden möchten, wie Sie in der Silizium-Lotterie abgeschnitten haben, lesen Sie unbedingt unsere Anleitung zum Übertakten eines Intel-Prozessors. AMD-Übertaktung ist etwas einfacher, wenn Sie die des Unternehmens verwenden Ryzen Master-Software, anstatt mit Intel-CPUs ins BIOS einzutauchen. Denken Sie daran, dass beim Übertakten die Garantie Ihres Teils erlischt.

Das Los für die Silizium-Lotterie mit Übertaktung zu kratzen ist nicht jedermanns Sache. Es kann sich jedoch lohnen, vor allem, wenn man es als „eingebautes Upgrade“ für eine etwas ältere CPU behandelt. Auch wenn Sie nicht an Overclocking interessiert sind, wissen Sie jetzt zumindest, was Binning ist!

VERBUNDEN: So übertakten Sie Ihren Intel-Prozessor und beschleunigen Ihren PC



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