HD5800辉煌的根本 RV870背后研发故事

    作为第一款40nm图形处理器，ATI选择了其路线图上可以承受的最大尺寸的芯片，这就是RV740（Radeon HD 4770）：

2009年4月发布的第一款40nm产品－ATI Radeon HD 4770

    然而，NVIDIA却选择了更小的芯片。虽然RV740面积是137平方毫米， NVIDIA的第一批40纳米产品是G210和GT220，面积分别是57平方毫米和100平方毫米。在G210和GT220在它们出生后最初几个月内只向OEM厂商出货，我猜想G210在这些订单当中的百分比更大。请注意，直到GeForce 240发布，NVIDIA 40纳米芯片的大小才等于RV740芯片的大小。GT240在2009年11月发布，而Radeon HD 4770（RV740）在2009年4月就已经发布，比GT240提前了7个月。

NVIDIA第一款40纳米图形处理器在2009年7月出货

    当ATI和NVIDIA将高性能图形处理器制造工艺迁移到40nm的时候，ATI公司有更多的经验，在大尺寸芯片工艺上和台积电有更多接触和经验教训。

    ATI当时的图形工程副总裁David Wang，在RV740设计过程当中，打电话给Carrell表达对台积电40纳米工艺的担心。他担心制造过程中的金属处理可能导致芯片的Via质量问题。所谓Via，是指芯片不同金属层之间的微小连接。当时台积电40nm的Via失败率如此之高，影响这一制程的产率和产量。即使Via不会完全失败，也会降低通过的信号质量。

    David Wang对于台积电40nm工艺担心的第二个原因是有关晶体管的尺寸变化。半导体设计当中有成千上万的尺寸需要你去担心。无论采用何种制程和工艺，芯片和芯片之间在尺寸上有许多差异，David Wang特别担心制造晶体管沟道长度的变化。他担心台积电40纳米工艺在尺寸差异上的问题，将超出ATI公司的忍耐程度。

1个标准的CMOS晶体管，其尺寸误差程度有相当严格的要求

    台积电当时试图让ATI相信，沟道长度的变异会相对较小，当时Carrell和工程团队对此都非常紧张，但他们对此也无能为力。

    当时，芯片金属层之间Via问题容易解决（但代价昂贵）。David Wang决定将RV740芯片当中的Via数量翻倍。在设计中的任何连接两个金属层的地方都有两个Via，这样就让RV740的芯片尺寸增加，但是总比芯片不工作要好。但是，沟道长度差异的问题依然存在，没有立即的解决办法，这是他们的忧虑，但或许是不合理的恐惧。

    台积电晶圆去进行RV740初步的流片。当芯片样品回到ATI，ATI发现它们的工作热量超出ATI预期，并且它们的漏电问题也超过ATI预期。

    工程团队立即去工作解决问题，他们将芯片样品一个一个分析，他们没有花多长时间就看出晶体管通道的差异度超出最初规定的容忍度。如果晶体管通道差异度到达一定程度，那么生产出来的部分芯片工作频率低于预期，而其它芯片的漏电问题或许会更加严重。

    工程团队终于想出解决的办法，通过在RV740设计上做出一些更动，来消灭大多数的漏电问题。但是，性能仍然是一个问题，而RV740由于花费大量时间在如何解决各种生产问题上。不过RV740对ATI来说意义非凡，它为Cypress和其它EverGreen家族产品的成功铺平了道路。

    至于RV740的曲折道路如何影响NVIDIA公司，我们目前无法给出答案。但是，谣言似乎都显示，NVIDIA公司在40纳米上的经验根本无法和ATI相提并论。去年12月，NVIDIA公司公开对台积电表视不满，并且要求台积电在Via上做到接近零缺陷。

    费米的谣言也印证了ATI RV740遇到同样的问题，即产量之低，发热量之高，工作频率之低都超过预期。我们现在还没有看到任何费米出货的迹象。

    当我问NVIDIA，为什么Fermi/GF100会延期到如此之晚，NVIDIA指出问题出在架构部分，而不是在芯片制造部分。当然，如果Fermi/GF100延期的确是NVIDIA 在台积电40纳米工艺上所付出的代价，那么我预计其继任者会去更顺利的推出。

    这并不是说台积电不知道如何运行它的代工工厂，但也许该公司在40纳米跳跃得有点过头：

    你会记得在 Cypress讨论当中，Carrell相信台积电40纳米工艺成本不算便宜。然而当时，无论是在ATI或NVIDIA，几乎无人赞同Carrell的看法。我问Carrell为什么会有这种情况，为什么他可以知道很多人不知道的内情。

    Carrell将其归结于他的经验，并讲述了一堆我不能在这里发表的内容。不用说，他对台积电40纳米工艺持更加怀疑的态度。不过，一个团队当中有怀疑者并非坏事。