As armas da AMD

Nós do Fórum PCs tivemos a oportunidade de ter uma reunião técnica com o pessoal da AMD na semana passada, inclusive com seu engenheiro no Brasil, e finalmente fomos abastecidos de informações técnicas preciosas. Infelizmente a AMD não tem a mesma política de relacionamento com a imprensa que a Intel, com seus inúmeros eventos técnicos, como o IDF, proporciona fontes riquíssimas de informações sobre o desenvolvimento da indústria de PCs. Por isso só temos a agradecer ao pessoal da AMD por essa gentileza.

Entre os inúmeros assuntos que foram tratados, alguns me chamaram mais a atenção e sobre eles eu queria conversar com vocês. Primeiro uma curiosidade: vocês sabiam por que as fabricas da AMD recebem o nome FAB 30 ou FAB 36?

Esse número (FAB 36) corresponde à quantidade de anos desde a fundação da empresa até a inauguração da fábrica. Portanto não existe uma FAB 34 ou 35 simplesmente porque a AMD não constrói fabricas todo ano (nem a Intel…).

Pois bem, a FAB 36 foi inaugurada ano passado e está fabricando processadores com tecnologia de 90 nanômetros e wafers de 300mm. Vamos relembrar aqui alguns conceitos sobre a construção de processadores: um wafer é uma bolacha de silício (a foto acima mostra um engenheiro manuseando uma delas) onde os núcleos (dies) são fabricados em um processo de litografia e depósitos de partículas diversas que vão formar os layers (camadas) do núcleo. Após esse processo finalizado, o wafer é cortado e cada núcleo é isolado para depois ser encapsulado em uma pastilha um pouco maior que fará contato com a placa mãe e receberá o seu sistema de arrefecimento. É o nosso conhecido processador pronto, exatamente aquele que vem na caixinha do produto final.

Em algum momento nesse processo esses núcleos são testados e classificados. Nós sabemos que um mesmo wafer pode produzir alguns processadores “bons” (sem defeito algum), alguns com defeitos parciais e alguns “ruins” que simplesmente não funcionam. Os que têm defeitos parciais podem vir a ser comercializados se for viável isolar o defeito, tipicamente o defeito é na área de memória cache e para resolver isso basta desabilitar aquela região, reduzindo o cache total do processador. Muitos dos modelos Sempron que chegam às ruas são modelos Athlon64 com parte do cache desabilitado.

Entre os núcleos “bons” que são produzidos, alguns atingem a freqüência máxima de projeto e outros apenas freqüências inferiores. Vamos supor que está sendo fabricado um wafer para modelos de até 2.6 GHz, aqueles que atingirem essa freqüência serão classificados para operar até esse limite, outros que atingiram somente 2.4 ou 2.2 GHz receberão classificações inferiores e serão comercializados como modelos de menor freqüência. É possível que por uma necessidade de mercado núcleos totalmente perfeitos (2.6 GHz ou mais) sejam comercializados em modelos mais baratos apenas para atender a demanda do mercado. Um exemplo recente disso foram os processadores Opterons 939 de baixo custo, que eram na verdade modelos Athlon FX reclassificados.

Com isso compreendido, vamos entender agora a questão da dissipação térmica.

Todo processador opera a uma determinada freqüência requerendo certa voltagem e por isso dissipando certa quantidade de energia. Modelos Dual Core (como o FX 60) que operam a 2.6 GHz com 1.3 volts vão dissipar cerca de 110 watts, o que é razoável para um modelo desktop mas inviável para um notebook. A solução é desenvolver uma linha de processadores diferente para notebooks, com foco na redução do consumo elétrico e com isso aumentar a durabilidade da bateria.

A Intel desenvolveu uma plataforma completamente nova para notebooks, a bem conhecida Centrino (com Pentium M) e agora mais recentemente a Centrino Duo (com o Yonah). Esses processadores são tão bons nesse quesito que estão norteando o desenvolvimento dos novos processadores da Intel para desktop, como o Conroe.

A AMD por sua vez tem a sua linha de modelos “móbile” para notebooks, e que até recentemente eram modelos exatamente iguais aos de desktop porém escolhidos entre os melhores núcleos, àqueles que tinham condições de operar com a máxima freqüência possível mas com a menor tensão elétrica possível, e com isso gerando menos calor. Esses modelos eram tão bem escolhidos que superavam as suas expectativas por operar com voltagens muito baixas e freqüências bastante satisfatórias. Alguns poucos chegaram ao mercado de OEM e foram caçados pelos overclockers de plantão. Um caso clássico é o Athlon XP 2500+ Móbile, que operava em overclock acima do modelo 3200+, topo de linha na época, mas consumindo menos energia.

O que eu não sabia, e essa foi uma das revelações da AMD nesse encontro, é que a AMD já possui um processo de fabricação diferenciado para os modelos móbiles, na verdade é o mesmo processo tradicional porém ele usa materiais ligeiramente diferentes (mais caros) e o processo de cura das camadas e o depósito de partículas é sensivelmente mais lento. Por causa dessa demora maior na produção o resultado final é que a quantidade produzida por dia é bem menor, mas o processador final tem características técnicas adequadas para o uso em notebooks.

Um exemplo é o Turion MT-40 com núcleo simples, que opera em 2.2 GHz dissipando apenas 25 watts. Seu irmão ML-40 consome um pouco mais, chega a 35 watts, mas opera em 2.4 GHz. A linha MT é formada por processadores de menor consumo elétrico, enquanto que a ML oferece mais desempenho (freqüência de operação mais alta) ao custo de um maior consumo elétrico. Para efeito de comparação, um Intel Core Duo T2500 (2.0 GHz) consome apenas 31 watts (para dois núcleos), o Turion X2 (dois núcleos) ainda não foi lançado mas espera-se algo na faixa de 35 watts.

Ou seja, se por um lado a nova geração da Intel promete ótimo desempenho e um baixo consumo de energia, tanto para notebooks quanto para desktops, a AMD não está nesse momento tecnicamente incapacitada para responder a altura, oferecendo produtos com características similares utilizando a tecnologia atual. O problema é a produção limitada…

E isso tende a ser um problema sério, porque a Intel planeja migrar para 45 nanômetros muito antes da AMD, que ainda nem chegou aos 65 nanômetros, e já pretende partir para wafers de 450mm produzindo uma quantidade muito maior de núcleos por wafer, do que a atual geração de 300mm utilizada pela AMD. Além disso, a Intel tem muito mais fábricas que a AMD, e planeja construir mais uma no curto prazo. Se a solução térmica da AMD passa por um processo mais lento, de menor produção diária, isso pode reduzir muito a sua capacidade de atender o mercado nos volumes necessários para manter a fatia que conquistou recentemente. Saberemos no ano que vem…