Большинство опытных пользователей компьютера наверняка имеет опыт разгона своего компьютера. Ведь велик соблазн повысить частоту работы процессора или видеочипа, улучшив тем самым их быстродействие. Иногда фортуна благоволит и удается добиться значительного ускорения. Вот только скептики способны немного омрачить радость, заявляя о попадании в ваши руки отбинованного чипа.

Что такое биннинг-процессоры?

Само слово bin означает «корзина». Но какая связь вашего нового и работающего даже чуть лучше запланированного чипа с заведомым браком? На самом деле причина в самой технологии изготовления электронных компонентов.

Под термином «биннинг» скрывается категоризация компонентов, в том числе процессоров, графических чипов, чипов памяти, с учетом критериев качества и производительности. Современное производство микросхем подразумевает использование сложнейших производственных процессов. Основой выступают диски сверхчистого кремния, который покрывают слоями компонентов.

Чтобы конечный продукт точно соответствовал заявленным требованиям, требуются инструменты и материал высочайшего качества. К тому же производственные помещения максимально защищены от пыли, а сотрудники носят защитные костюмы, чтобы микроскопические частицы их кожи или волос не попали на материалы или оборудование.

На выходе получается готовая круглая пластина, очень дорогая. Ее ячеистая структура похожа на вафлю. Пластину алмазом нарезают на готовые кристаллы, при этом находящиеся на краю кусочки сразу же становятся отходами. Их доля может составлять от 5% до 25% от всей площади.

11,8-дюймовая (300 мм) пластина процессоров Intel Core 9-го поколения

Оставшиеся кристаллы монтируются на печатные платы и помещаются в корпус, снабжая при необходимости теплоотводом. Так и появляются на свет известные нам процессоры. Но теперь наступает время их проверки и отбора.

Медленные процессоры = быстрые процессоры с браком

В современном процессоре есть несколько ключевых блоков: ядра, кэш-память, контроллеры памяти, видеоядро и другие. Архитектура создается одна на все семейство. Но неужели для производства младших моделей создаются какие-то другие пластины? Конечно же нет, это просто невыгодно. У производителя есть определенные стандарты работы каждого процессора.

Если чип в ходе теста не показывает должные результаты, то у него отключают определенный блок или блоки. Так появляется процессор младшей серии, чуть более медленный. Чем больше блоков будет отключено – тем младше окажется процессор.

Например, пластина для изготовления Intel Core i9 может дать выход чуть ли не двум десяткам моделей, работающим на разных частотах, с разным числом ядер, уровнем тепловыделения, отключенным или нет GPU. Фактически это все чипы, которые являются отбраковкой от топового и не прошедшие тестирование. Так и получаются линейки процессоров i7, i5, i3 и т.д:

Почему так происходит?

Производитель понимает, что ни технологии, ни материалы не могут быть на 100% совершенными. Абсолютной безупречности пластины достичь практически невозможно. При работе в нанометровом диапазоне начинают проявлять себя невидимые нами случайности и шумы. А уж пылинка – настоящее бедствие. Да и дефекты не всегда оказываются явными. К примеру, одна часть чипа может просто греться сильнее другой. Пластину тестируют еще до нарезки, а тревожные места помечаются. А после нарезки и сборки процессоры снова проходят проверку.

На этапе жестких стресс-тестов чипы работают на заданном напряжении с базовой частотой. Тщательно тестируется, сколько процессор потребляет энергии и сколько выделяет тепла. Так и обнаруживается, какой элемент соответствует заданным параметрам, а какой – нет. Какому-то чипу требуется большее напряжение, а какой-то греется больше. Есть и такие, кто вообще не может пройти тесты. Проверке подвергаются и уже помеченные дефектными чипы, чтобы понять, какие блоки у них остались полноценными.

В итоге весь полезный выход продукции делится на разные группы. Чипы в них отличаются друг от друга своими возможностями. Такой процесс сортировки и называется чип-биндингом. Например, если в топовом шестиядерном процессоре одно ядро оказывается поврежденным, то его или сразу пару отключают. Так появляется на свет младший четырехъядерный процессор. Производитель заранее планирует архитектуру чипа так, чтобы иметь возможность отключать определенные блоки и получать младшие модели.

Так поступили и в Apple с выходом нового процессора M1. Если вы посмотрите спецификации MacBook Air 2020 года, то заметите, что версия ноутбука с накопителем 256 ГБ оснащена 7‑ядерным графическим процессором, тогда как устройство с памятью в 512 ГБ получило 8‑ядерный – binning в действии.

Интересно, что порой в чип-биндинг вмешиваются маркетологи. Иногда спрос на определенную дешевую модель превышает спрос на более дорогую, представленную в избытке. Тогда производитель просто отключает часть заведомо рабочих блоков у топового процессора, превращая его в «обрезок». А покупатель и не знает, что получил изначально лучший чип. Конечно же, он готов работать на более высоких частотах и выделяет меньше тепла. В истории бывали случаи, когда даже программным способом пользователям удавалось разблокировать дополнительные ядра и вычислительные блоки. Так двухъядерный Athlon X2 5000 мог получить дополнительные два ядра, а Athlon II X3 с ядром Deneb/Rana помимо дополнительного ядра получал еще и прирост кэш-памяти. Такие случаи вдохновляют, но сегодня подобное «волшебство» практически невозможно из-за аппаратных ограничений производителя.

Удивляясь возможностям разгона своего процессора, вы теперь будете понимать, почему так происходит. Сортировка – обязательное условие производства современных чипов. И ваш процессор будет в точности соответствовать заявленным параметрам, но, при удаче, он сможет показать немного больше.