宝剑锋自磨砺出!细谈RV770背后的故事

● 重新评估策略：2005年设计RV770

    记住导致成功的因素比记住成功更重要。2005年ATI的处境和当初设计R300的时候相似。R300的成功是因为ATI重新评估了制造GPU的策略。在那个时候，ATI决定造一颗大芯片来赢得高端，并将其转化为每一个价格区间都有竞争力的产品。值得一提的是R300的持续成功还部分归因于NVIDIA在GeForce FX上的失败。这是ATI上演的完美风暴。ATI造了一颗最大的GPU，NVIDIA在其后的一段时间里无法回应。正如Intel在试图疯狂提高P4的频率时撞上了功耗墙。但是2005年时，ATI开始发现GPU（当时ATI还称核心为VPU）过于庞大了。设计周期越来越长，芯片面积不断增长。制造如此大的GPU已经不是那么合算了。

设计芯片技术不是唯一，设计策略才是大局转变的关键

　　AMD认为一颗非常大的GPU，如果没有使用Repair Structures和Harvesting（两种技术我稍后会讨论）的话，只有30%是可用的。也就是说，对一片晶圆而言，每100个GPU只有30%是功能完好，可以零售的。制造如此复杂的电路成本是非常昂贵的，那些Fab的设备造价很容易就达到数十亿美金。所以不能让如此多的晶圆被浪费。谢天谢地有技术可以让30%可用变成90%可用。第一种技术称之为可修复性（Repair Structures）。

    其思想非常简单：设计冗余单元。如果芯片某个功能单元包含10个流处理器，实际上要设计11个流处理器。如果有瑕疵出现那么我们可以启用那个备用的流处理器。这种技术通常也用在片上内存（on-die memory）的设计上。这样当某一部分出现问题时，不会导致整个功能单元不能用。但是这个地方通常有个折中，如果你设计了太多的冗余单元，那么你就面临着芯片面积太大的风险，并且这些增大的面积对实际性能毫无贡献。但是如果你设计的冗余单元不够，那么你的良品率就不足。

    第二种技术称之为Harversting，所有人肯定都很熟悉。其思想是：假设一片晶圆上功能完好的芯片只有很少一部分，但是我们并不丢掉那些有瑕疵的芯片，我们关闭某些功能单元，然后把他们当做低端芯片卖。例如，如果你设计某个功能单元包含了10个流处理器，预期只有30%的产品是10个流处理器都可用，50%的产品可用其中的8个。那么你可以把8个流处理器可用的芯片当做稍微低端的芯片卖。因此这种方法使得一片晶圆上80%的芯片都可用，如果可能的话，你还可以屏蔽更多的流处理器单元，使得接近100%的芯片都可用。良率会随着时间改善，如果你一直依赖于Harversting，那么这种方法最终会损害你的财务表现。在上面的例子中，随着良率的改善，越来越多的芯片10流处理器可用，但是你还是只能当成8流处理器卖。某种意义上说，值一块钱的东西你卖八毛钱。当然你也可以设计8流处理器的新版本，但是这会耗费额外的时间、金钱和工程师资源。

    GT200系列就是采用Harvesting技术的典型。GeForce GTX260就是GTX280的Harvesting版本。随着良率的改善，NVIDIA推出了GeForce GTX 260+（216 SP）。但是要注意并没有为GT200系列设计任何的冗余单元。因此GT200系列的芯片上最多有240个流处理器，如果240个流处理器不能用的话，那么就当成GTX260或者GTX260+来卖。与之形成鲜明对比的是RV770系列，两个版本的RV770功能单元的规格都是一致的，所不同的只有频率和功耗的不同。从芯片的角度来看，AMD不必通过卖缩减版本的产品来保证良率（编者按：估计AnandTech站长当时还不知道Radeon HD4830）。注意，一家公司是否采用Harvesting技术并不会影响终端用户。

    在这种情况下，GeForce GTX260/260+实际上对终端用户是有利的，因为它具有和Radeon HD4870同样的价值。但是它无助于改善NVIDIA的财务表现，如果一家公司长期依赖于Harvesting策略的话，最终是要付出代价的。但是我怀疑NVIDIA会在事情变坏之前用55nm的GT200版本使自己全身而退。AMD并不想设计一颗GPU过度依赖于靠Repair和Harvesting来提高良率。于是一个杀手级的论断出炉：制造大型的GPU并非最符合客户利益。