Что такое «биннинг» для компьютерных компонентов?

Вы можете этого не осознавать, но каждый раз, когда вы покупаете новый настольный процессор, вы также получаете билет на розыгрыш, называемый «кремниевой лотереей». Два процессора одной и той же модели могут работать по-разному, когда работают на пределе своих возможностей, благодаря так называемому «биннингу ЦП» (CPU binning).

Что такое биннинг?

Биннинг — это процесс сортировки, в котором высокопроизводительные чипы отделяются от менее производительных. Его можно использовать для процессоров, графических процессоров (видеокарт) и оперативной памяти.

Предположим, вы хотите произвести и продать две разные модели ЦП: одну, быструю и дорогую, и другую, более медленную, по выгодной цене.

Вы разрабатываете две разные модели ЦП и производите их отдельно? Зачем беспокоиться, если можно просто использовать «биннинг»?

Производственный процесс никогда не бывает идеальным, особенно с учётом невероятной точности, необходимой для производства процессоров. Когда вы будете производить эти быстрые и дорогие процессоры, вы получите некоторые, которые просто не смогут работать на максимальной скорости. Затем вы можете настроить их, чтобы они работали на более медленных скоростях, и продавать их как процессоры со скидкой.

В качестве более простого примера предположим, что вы производите восьми- и шестиядерный чип. Вместо того чтобы производить два отдельных продукта, вы просто заставляете фабрику производить восьмиядерные чипы. Некоторые из них будут неисправными и будут иметь только шесть функциональных ядер. Итак, чтобы получить шестиядерный чип, вы просто берёте эти неисправные восемь ядер, отключаете два нефункциональных ядра и затем продаёте их как шестиядерные чипы.

Биннинг — это способ повысить эффективность и сократить количество отходов в производственном процессе.

Сортировка процессоров по метафорическим «корзинам»

На английском одним из значений слова bin является «корзина».

Процессор может начать свою жизнь как более мощный процессор, такого как Core i7-10700 или его предшественник Core i7-9700. Но когда приходит время опробовать его, подходит ли он для команды Core i7, наш маленький чип не удовлетворяет требованиям и не соответствует заявленным спецификациям.

Однако чип по-прежнему может работать достаточно хорошо, и просто выбросить его было бы пустой тратой времени и денег. Итак, наш кремний «бинется», у него отключены некоторые ядра, и он переходит в команду Core i5, где его уже ждут такие же процессоры.

Создание процессора — сложный, трудоёмкий и дорогостоящий процесс. Вот почему предприятия всегда стремятся сократить количество отходов в процессе производства. Таким образом, если микросхема, предназначенная для достижения максимальной производительности, не проходит проверку качества, она отправляется в менее производительную корзину, чтобы стать ЦП в другой, менее мощной линейке продуктов.

Теперь, чтобы внести ясность, никто не берёт процессоры, не бросает их в бочку, а затем сбрасывает их в коробки с Core i5 или Core i3. Просто подумайте о «биннинге» как о типе сортировки, при котором процессоры распределяются по разным ценам и уровням производительности в зависимости от того, насколько хорошо они справляются во время заводского тестирования.

Также имейте в виду, что разные поколения ЦП могут иметь разные (или несколько) процедуры бинирования. Примеры, которые мы рассмотрели выше, предназначены только для иллюстративных целей — это не обязательно то, что происходит с каждым поколением ЦП.

Связанная статья: Как на самом деле делают процессоры?

Как всё это происходит

Мы уже говорили о том, как создаются процессоры, включая более сложные подробности. Вкратце, однако, напомним: производитель ЦП начинает с кремниевого слитка, который разрезают на тонкие круглые пластины. Затем на пластины наносятся транзисторы с помощью процесса, называемого фотолитографией.

Во время изготовления также существуют различные этапы, на которых пластины полируются, покрываются ионами меди и к ним добавляются металлические слои. К концу этого сложного процесса вы получите готовую пластину, загруженную процессорами.

Большая часть работы выполняется машинами, за которыми наблюдают люди в защитных комбинезонах, обуви, капюшонах и даже масках. Это связано с тем, что силиконовые пластины чувствительны к загрязнениям, в том числе к человеческой коже и волосам. Таким образом, одна из основных целей при производстве — сохранить компоненты в максимально возможной нетронутой форме.

Однако неизбежно останутся бракованные участки. После того как пластина разрезана на кремний ЦП и помещена на зелёную подложку (та часть печатной платы, которая находится между кремнием и разъёмом ЦП компьютера), блоки отправляются на тестирование.

Вот тогда и происходят наши «пробы». Компания проводит тесты процессоров, чтобы убедиться, что они работают при правильном напряжении, температуре и тактовой частоте. Любой из процессоров, кто не справляется, может быть кандидатом в модели более низкого уровня.

Версия процессора может быть понижена из-за неработающих или нефункциональных ядер. Затем эти ядра отключаются, обычно путём лазерной резки. Когда это произойдёт, восьмиядерный чип может стать шести- или даже четырёхъядерным.

Точно так же, если встроенный графический процессор не работает, он может быть отключён, а ЦП переведён на чип Intel серии F, который поставляется без встроенной графики.

Например, в октябре 2020 года AMD выпустила четыре настольных процессора Ryzen 5000: 9 5950X, 9 5900X, 7 5800X и 5 5600X с 16, 12, 8 и 6 ядрами соответственно. Эти процессоры построены с использованием так называемого «основного комплекса», то есть кремния, содержащего ядра ЦП.

Ryzen 5000 CCX имеют восемь ядер по своей конструкции, то есть восьмиядерный Ryzen 7 5800X имеет один CCX, а 16-ядерный Ryzen 9 5950X — два.

Но как получить 12-ядерный чип от восьмиядерного CCX? Скорее всего, через объединение и отключение плохо работающих или нефункционирующих ядер для создания 12- и 6-ядерных процессоров без особых потерь.

Как биннинг может повлиять на разгон

Для тех, кто не разгоняет свой процессор, биннинг часто не оказывает заметного влияния. Спецификации, которые вы видите на упаковке, — это то, что вы можете ожидать от процессора в вашей системе.

Однако, если вы заинтересованы в разгоне, биннинг может иметь значение, и в игру вступает вышеупомянутая силиконовая лотерея. Отключённые ядра можно вернуть к жизни, но сейчас это происходит крайне редко, поскольку повреждённые ядра физически отключаются с помощью лазерной резки. Более возможным достижимым результатом является то, что чип работает на более высоких частотах, чем ожидалось.

Это зависит от процессора к процессору, поэтому это называют «лотереей». Есть даже специализированные магазины, которые сортируют процессоры по производительности и продают одинаковые модели процессоров с разными максимальными частотами.

Это означает, что два процессора Ryzen 7, расположенные рядом друг с другом на полке магазина, могут иметь очень разные результаты при разгоне. Один может работать быстрее, но при этом становится намного горячее, чем должен, в то время как другой работает так, как ожидалось, в зависимости от ускорения процессора.

Если вы хотите узнать, как вы выступили в лотерее кремния, обязательно ознакомьтесь с нашим руководством о том, как разогнать процессор Intel. Разгон AMD будет немного проще, если вы будете использовать программное обеспечение Ryzen Master компании, а не погружаться в BIOS с процессорами Intel. Просто помните, что разгон аннулирует гарантию на вашу деталь.

Не для всех достать билет на силиконовую лотерею с разгоном. Однако это может оказаться полезным, особенно если рассматривать его как «встроенное обновление» для процессора, который немного старше. Даже если вы не заинтересованы в разгоне, по крайней мере, теперь вы знаете, что такое биннинг!