Wieso nutzt man keine dreieckigen Dies?

[Dunkeltier]

Ich habe mir vorhin auf Computerbase mal wieder ein Bildchen von 'nem Prozessor angesehen, einen Pentium M. Dabei kam mir der Gedanke, das man ein Die doch eigentlich auch dreieckig designen könnte um die Runde Fläche ein wenig besser auszunutzen und um weniger Verschnitt zu haben. Wieso wird das nicht so gemacht? Die Rechen-Cluster in den Prozessoren-Designschmieden kann man ganz sicher anweisen, die Bauform entsprechend angepasst auszuspucken. Im übrigen schwebt mir da gerade konkret das 45°-90°-45° Dreieck vor... Was ist von dieser Idee zu halten und wieso wird sie nicht umgesetzt? Oder habe ich wie immer irgendwo einen kräftigen Denkfehler drin?

[LOCHFRASS]

Signallaufzeiten? Ausserdem lassen sich Dreiecke wahrscheinlich schlecht Aussaegen.

[Katano]

das dreieck mit 2*45° hat in den ecken wenig platz.
ich tip ma drauf das man design technisch da probleme bekommt.
läuft dann wohl auch auf laufzeit hinaus.
ausserdem müsste ein dreieck größer sein als ein rechteck gleicher fläche. (also kanten länge ;) )

das alles KÖNNTE dagegen sprechen...

[patrese993]

wieso dann eigentlich nicht gleich kreisrund? Wäre doch das optimale Verhältnis von Umfang zu Fläche

[Avalox]

Da würde aber viel vom DIE weggeworfen und so einfach sägen wäre dann auch nicht mehr und ob man überhaupt wenig Umfang haben möchte, wage ich auch zu bezweifeln. Schließlich müssen diese ja auch noch mit dem Rest der Welt verbunden werden.

Das mit dem Dreieck ist doch gar keine schlechte Idee. mM

Obwohl, wenn man sich die Wafer ansieht und die Grösse des Rechteck DIEs, dann ist dieser schon ziemlich gut ausgenutzt.

[Dunkeltier]

Da würde aber viel vom DIE weggeworfen und so einfach sägen wäre dann auch nicht mehr und ob man überhaupt wenig Umfang haben möchte, wage ich auch zu bezweifeln. Schließlich müssen diese ja auch noch mit dem Rest der Welt verbunden werden.

Das mit dem Dreieck ist doch gar keine schlechte Idee. mM

Obwohl, wenn man sich die Wafer ansieht und die Grösse des Rechteck DIEs, dann ist dieser schon ziemlich gut ausgenutzt.


Insbesondere an den Kanten hätte ein Dreieck ein paar geometrische Vorteile. Den zusammenhängenden Cache könnte man in die Mitte verschieben, die Ausführungseinheiten und anderen Kram mehr an den Rand. Wie würde es eigentlich aussehen, wenn man das andere Dreieck mit dem 90°-Winkel nehmen würde?

[Trap]

Man muss die fertigen Kerne zuverlässig ausschneiden können, das geht am besten mit Schnittgeraden. Viele Kreise ausschneiden ist nicht so toll.

Wieviel Prozent bessere Flächennutzung bringen dreieckige Kerne (bei flächengleichen Dreiecken)? Ich würde vermuten sehr wenig, vielleicht sind Dreiecke sogar schlechter.

Signalrouting ist auf jeden Fall einfacher auf Rechtecken.

[Dunkeltier]

Man muss die fertigen Kerne zuverlässig ausschneiden können, das geht am besten mit Schnittgeraden. Viele Kreise ausschneiden ist nicht so toll.

Ich habe ja auch keine Kreise vorgeschlagen. :confused:


Wieviel Prozent bessere Flächennutzung bringen dreieckige Kerne (bei flächengleichen Dreiecken)? Ich würde vermuten sehr wenig, vielleicht sind Dreiecke sogar schlechter.

Ein Dreieck ist ein halbes Quadrat. :ulol: Macht sich besonders toll in Randbereichen, wo zum Beispiel ein Eckchen eines eckigen Dies fehlt.


Signalrouting ist auf jeden Fall einfacher auf Rechtecken.


Lerne vierdimensional zu denken! Nur weil eine Ecke fehlt muß es innen nicht gleich auch dreieckig sein. :ueye:

[Marc-]

Ich habe ja auch keine Kreise vorgeschlagen. :confused:


Lerne vierdimensional zu denken! Nur weil eine Ecke fehlt muß es innen nicht gleich auch dreieckig sein. :ueye:

Vierdimensional? hallo? zuviel enterprise geguckt oder wie? weia

[stav0815]

Vierdimensional? hallo? zuviel enterprise geguckt oder wie? weia
die vierte Dimension kennst du auch, sie nennt sich Zeit.
Noch nie mit Einstein beschäftigt?

Ok, ich auch ned. :D
Aber so hat es unsere Physiklehrerin mal von sich gegeben

[pancho]

Dabei kam mir der Gedanke, das man ein Die doch eigentlich auch dreieckig designen könnte um die Runde Fläche ein wenig besser auszunutzen und um weniger Verschnitt zu haben. Wieso wird das nicht so gemacht?


Ganz einfach: Es rechnet sich nicht. Die Produktion ist anscheinend bei weitem nicht so teuer, wie angenommen. Ich hab neulich mit einem Infineon Mitarbeiter gesprochen, der für die Überwachung des Fertigungsprozesses zuständig ist. Chips in halbwegs ansehnlicher Größe verkaufen die inkl. Maskenerstellung und Produktion für wenige Euros das Stück. Und ich meine hier nicht irgendwelche Massenprodukte wie Rams oder Flashspeicher, sondern ASICs nach Kundenwunsch. Der Verschnitt durch die Ränder liegt in der Größenordnung von 5%, die Ausbeute mit Glück bei 70-80%. Durch die Produktionskosten lassen sich die Preise für CPUs also nicht rechtfertigen, eher durch die Entwicklungskosten.

[skoRn]

Naja wirtschaftlicher ist sicherlich eine Wabenform, als ein Kreis - zumindest was ausbeute beu runden Wafern betrifft.

[SKYNET]

besser wäre ein 6-eck, hat keine zu engen winkel, könnte sich prima aus dem wafer schneiden lassen mit wenig b.z.w. garkeinem verschnitt(ausser am rand des wafers).

[edit] skorn war schneller. ;(

[Cyphermaster]

Das saubere, extrem exakte Schneiden von 90°-Winkeln ist trotzdem einfacher. Um vielleicht 4% Verschnitt einzusparen, lohnt der Aufwand einfach nicht, den man mit Wabenform hätte.

[siegemaster]

die vierte Dimension kennst du auch, sie nennt sich Zeit.
Noch nie mit Einstein beschäftigt?

Ok, ich auch ned. :D
Aber so hat es unsere Physiklehrerin mal von sich gegeben
Keiner kann sagen was die Vierte Dimension ist, es kann nur Spekuliert werden...

[Gast]

Ich habe ja auch keine Kreise vorgeschlagen. :confused:

Ein Dreieck ist ein halbes Quadrat. :ulol: Macht sich besonders toll in Randbereichen, wo zum Beispiel ein Eckchen eines eckigen Dies fehlt.



Soso...du willst also die Fläche eines Dies auch gleich noch halbieren dabei. Daraus wird aber nichts. :D
Und jetzt stelle dir das Dreieck mit dem gleichen Flächeninhalt wie das Quadrat vor und dann wirst auch du erkennen, daß der Verschnitt mit abnehmender Eckenzahl ansteigt und nicht fällt.

[stav0815]

wieso macht man nicht gleich nur in die Mitte vom Wafer ein einziges DIE ?

irgendwann wirds blöde...

[tombman]

Oder wieso macht man den Wafer ned gleich quadratisch? :rolleyes:

[Godmode]

Oder wieso macht man den Wafer ned gleich quadratisch? :rolleyes:

weil die Waferstangen, wo dann die Wafer runtergeschnitten werden, anscheinend ein einer Zentrifuge gemacht werden.

[pancho]

weil die Waferstangen, wo dann die Wafer runtergeschnitten werden, anscheinend ein einer Zentrifuge gemacht werden.

Sozusagen gerührt und nicht geschüttelt. Haha.

Sollte die Frage ernst gemeint sein: Die Siliziumeinkristalle werden gezüchtet, in etwa so, wie wenn man einen Docht in heißes Wachs taucht und gaaaanz laaaangsam rauszieht (über Tage hinweg). Selbst wenn am Docht schonmal eine quadratische Kerze war, wird das Gebilde über kurz oder lang rund. Nachträglich eckig schneiden bedeutet auch nichts anderes, als Verschnitt.

[stav0815]

weil die Waferstangen, wo dann die Wafer runtergeschnitten werden, anscheinend ein einer Zentrifuge gemacht werden.
da wird nix zentrifugiert, das ding wird rund weil es aus einer Flüssigkeit gezüchtet wird und aus dieser herausgezogen wird. deswegen ist so ein Waferkristall auch nicht gleichmäßig sondern muss am Rand zugeschnitten werden.

[Uni]

soweit ich noch aus der schule weis werden doch die einzelnen schaltkreise wie in nem koordinatensystem mit x/y koordinaten angesteuert. wenn man nen kreis oda n dreieck als dieform nimmt dann klappt das mit dem system nich mehr.

[pancho]

In Zeilen und Spalten unterteilt man, soweit ich weiß, nur Speicher. Die Restliche Logik ist nicht so homogen.

[Rhönpaulus]

nennt sich nach dem erfinder czochralski-verfahren.
dabei wird eine ziehspitze mit einem kristallisationskeim in eine schmelze von hochreinem silizium getaucht und die spitze dann exakt gesteuert abgekühlt.
dadurch lagern sich am keim siliziumatome in einer exakt einheitlichen,ausgerichtetten form an.
auf die art entsteht einkristallines silizium in stangenform mit einer kristallgitterausrichtung senkrecht zur rotationsache der stange.
das entscheidende für die halbleiterherstellung ist die einkristalline form (natürlich abgekühltes silizium bildet wie andere metalle verschiedene kristallgefüge) und die kristallgitterausrichtung.

die chips sind rechteckig weil sie sich nur so optimal schneiden lassen.
andere formen bringen keinen vorteil zumal der verschnitt am rand der wafer liegt und dieser randbereich sowieso aus minderwertiges silizium besteht wo die ausschußrate der chips am größten ist.
man würde also bestenfalls aus einem wafer noch ein paar weitere,minderwertige exemplare mit hohem ausschußanteil gewinnen.

[GloomY]

Bei rechteckigen Dies beträgt der Verschnitt am Rand des runden Wafers ungefährPi * Wafer-Durchmesser / (Wurzel(2 * Die-Fläche)) [Dies]Für einen Wafer mit 200 mm Durchmesser und einer Die-Größe von 100 mm² hat man also einen Verschnitt am Rand von 45 Dies.

Statt 314 Dies (optimaler Fall, d.h. Fläche geteilt durch Die-Größe) bekommt man also nur noch 270 Dies. Das sind gerade mal 15% weniger.

Bei 300 mm Wafern sieht das ganze noch besser aus:
Statt 706 Dies bekommt man nur noch 640. Das sind gerade mal 9% Verschnitt durch den Rand.

Ich denke, dass man diesen Verschnitt wirklich verkraften kann und es einfacher hat, wenn man die Dies rechteckig macht. Daher also keine Dreieckigen Dies. :)

[Spasstiger]

Für alle, die sich hier genauer für die Herstellung von Siliziumwafern - z.b. das oben angesprochene Czochralski- bzw. Tiegelzieh-Verfahren - interessieren, stelle ich mal das Kapitel 3 aus dem Skript zur "Bauelemente der Mikroelektronik I"-Vorlesung der Uni Stuttgart zur Verfügung (bin Elektrotechnik-Student):

http://junk.paulm.com/k3.pdf
Unterkapitel 3.4 soll hier von Interesse sein.

Die Videos, auf die im Skript hingewiesen wird, findet man unter http://100-online.ipe.uni-stuttgart.de/Mikro1/videos.htm.
Viel Spass damit ;).

[TiggleD]

Schade, daß die Videos Passwortgeschützt sind... :anonym:

[Spasstiger]

Schade, daß die Videos Passwortgeschützt sind... :anonym:

Oh, doof, hab nix davon gemerkt, weil ich schon eingeloggt war. Das Passwort will ich jetzt allerdings auch nicht verbreiten, vielleicht findet ihr ja bei Google was ;).

[aths]

Keiner kann sagen was die Vierte Dimension ist, es kann nur Spekuliert werden...Wir leben in einem mindestens vierdimensionalen Raumzeitkontinuum.

[Gast]

Dreieckige DIEs ?

Hast du sonst noch Vorschläge eine Prozessorschmiede in den Bankrott zu treiben ?

[aths]

Dreieckige DIEs ?

Hast du sonst noch Vorschläge eine Prozessorschmiede in den Bankrott zu treiben ?Hast du sonst noch Begründungen für deine Meinung?

Bis dahin sei mir gestattet, eine Lektüre dieser Seite (http://de.wikipedia.org/wiki/Plenk) zu empfehlen.

[Gast]

Eine Umstellung von rechteckigen auf dreieckige DIEs würde sicherlich einiges an Ressourcen schlucken. Von der Optimierung der Designsoftware, welche genannte Probleme (Architektur in den Ecken und Laufzeiten berücksichtigt), bis hin zum Fertigungsprozess, würde das nur Zeit und Geld verschlingen. Ob eine eventuelle Verringerung des Verschnitts dies Aufwiegen kann sei dahingestellt, aber sonstige Vorteile gäbs wohl kaum.
Aber Zeit und Geld kann man logischerweise auch in die Weiterwicklung vorhandener funktionstüchtiger Technik stecken oder gleich in die Forschung, anstatt ein Risiko einzugehen und vielleicht daran zu zerbrechen. Solange sich also kein Riesenvorteil eines nicht-rechteckigen DIEs ergeben, werden sie wohl rechteckig bleiben.

Aber wer weiss, vielleicht sind die ersten optischen Prozessoren ja kugelrund.

[aths]

Ja wahrscheinlich werden Dies viereckig bleiben. Dennoch kann man einfach mal neue Ideen in den Raum werfen. Zum Beispiel überlege ich seit einiger Zeit, ob Displays nicht besser sechseckige Pixel haben sollten. Das hat Vor- und Nachteile. Ein Vorteil ist, dass man die Pixel dichter packen kann und alle Nachbarn den gleichen Abstand zueinander aufweisen.

[Coda]

Und wie willst du das addressieren?

[Abe Ghiran]

Und wie willst du das addressieren?

Addressieren kann man das ja immer noch über zweidimensionale Koordinaten.

Es ist nur höchst unpraktisch, daß bei Hexfeldern zwei aneinander grenzende Zeilen (oder ja nach Ausrichtung Spalten) um ein halbes Feld gegeneinander verschoben sind. Jede vertikale (horizontale) Linie würde dann optisch zu einer Schlangenlinie werden oder man bräuchte da wieder eine Art von AA.

Grüße, Jan

[Spasstiger]

Addressieren kann man das ja immer noch über zweidimensionale Koordinaten.

Es ist nur höchst unpraktisch, daß bei Hexfeldern zwei aneinander grenzende Zeilen (oder ja nach Ausrichtung Spalten) um ein halbes Feld gegeneinander verschoben sind. Jede vertikale (horizontale) Linie würde dann optisch zu einer Schlangenlinie werden oder man bräuchte da wieder eine Art von AA.

Grüße, Jan

Das gleiche ist auch jetzt bei diagonalen Linien der Fall. Ab einer gewissen Auflösung wirkt sich das nicht weiter tragisch aus.

[Coda]

Das gleiche ist auch jetzt bei diagonalen Linien der Fall. Ab einer gewissen Auflösung wirkt sich das nicht weiter tragisch aus.Ab der gewissen Auflösung wo sich das nicht mehr auswirkt braucht man sicher keine hexagonalen Pixel :rolleyes:

Ich finde die Idee ziemlich blöd. 2D-Grafik müsste man immer interpolieren um sie auf sowas abzubilden und für 3D-Grafik müsste man den Rasterizer ändern.

Ein schön homogenes 2D-Koordinatensystem hat eben deutlich mehr Vorteile als eine vermeintlich geschicktere Anordnung der Pixel.

[eXodia]

Wir leben in einem mindestens vierdimensionalen Raumzeitkontinuum.

Laut Stringtheorie in einem 11-dimensionalen... :D

GrUß

[aths]

Ab der gewissen Auflösung wo sich das nicht mehr auswirkt braucht man sicher keine hexagonalen Pixel :rolleyes:

Ich finde die Idee ziemlich blöd. 2D-Grafik müsste man immer interpolieren um sie auf sowas abzubilden und für 3D-Grafik müsste man den Rasterizer ändern.

Ein schön homogenes 2D-Koordinatensystem hat eben deutlich mehr Vorteile als eine vermeintlich geschicktere Anordnung der Pixel.Beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile. Natürlich ist jetzige Technik, die für Vierecke (oder Rechtecke) ausgelegt ist, für Sechsecke schlecht geeignet.

[Neon3D]

warum eigentlich die form eines blatts ? :uconf2:

ne im ernst die formen kann man machen, aber wie kostengünstig etc. die nun ist kann man gar nicht abschätzen.

zur richtigen form gehört ein riesiges konzept für den weiteren entwicklungsverlauf.

ich denke es ist müßig sich darüber gedanken zu machen.