老黃：摩爾定律已死，漲價(jià)身不由己！晶圓級(jí)&裸片分析：為什么英偉達(dá)RTX4090賣(mài)這么貴？
2022-09-25 12:20:20 EETOP以下內(nèi)容為tomshardware通過(guò)晶圓價(jià)格以及裸片渲染圖做出的成本分析，文章基本上認(rèn)可了老黃關(guān)于漲價(jià)的說(shuō)辭，但同時(shí)也認(rèn)為AMD可以推出更具有性?xún)r(jià)比的顯卡，會(huì)對(duì)RTX 40帶來(lái)較大沖擊。
查看 英偉達(dá) 迄今為止發(fā)布的 AD102（RTX4090） 芯片照片，我們知道芯片尺寸為 608mm2。這僅比 628mm2 的 GA102(RTX3090Ti)略小，但現(xiàn)在 英偉達(dá) 采用了最先進(jìn)的 TSMC 4N 工藝節(jié)點(diǎn)，而不是三星 8N。晶圓的價(jià)格肯定上漲了，而且臺(tái)積電在2023年還要將價(jià)格上漲 6%。下圖所示的 AD102渲染圖，顯示了一些清晰的細(xì)節(jié)，說(shuō)明了 英偉達(dá) 最新的顯卡芯片為什么會(huì)比上一代芯片的成本更高。
12 個(gè)圖形處理集群 (GPC) 很容易與芯片的其余部分區(qū)分開(kāi)來(lái)，每個(gè)都有 12 個(gè)流式多處理器 (SM)。所有的 GPC 和 SM 加起來(lái)約占總芯片面積的 45%。剩下的去哪兒了？十二個(gè) 32 位 GDDR6X 內(nèi)存控制器占用了芯片的大部分外圍邊緣，而 PCIe x16 連接器使用了大約三分之一的底部邊緣。內(nèi)存控制器和相關(guān)電路占據(jù)了 17% 的芯片面積，不管多大，但這并不是內(nèi)存子系統(tǒng)的唯一部分，因?yàn)?英偉達(dá) 的二級(jí)緩存比以前的設(shè)計(jì)大得多。您可以在芯片的中心部分看到六個(gè) 16MB 的 L3 塊，周?chē)幸恍┫嚓P(guān)的布線(xiàn)和其他電路 (ROP？)。L2 緩存塊至少占芯片總面積的 15%，而芯片的整個(gè)中心部分（L2 加上其他邏輯）占總面積的 25%。底部芯片的其余部分專(zhuān)用于雙 NVENC 編碼器、PCIe 接口和物理顯示接口等。它大約占總數(shù)的 7%，然后還有一些其他雜項(xiàng)分散在周?chē)紦?jù)了芯片裸片的最后約 6%。
AMD 的 MCD（Memory Chiplet Die）方法與Radeon RX 7000 系列和 RDNA 3 GPU一起使用，顯然將幾乎所有這些都從主芯片上移開(kāi)，據(jù)報(bào)道它將使用 TSMC N6 代替 TSMC N5，從而降低價(jià)格并提高產(chǎn)量同時(shí)。臺(tái)積電沒(méi)有透露其與蘋(píng)果、AMD、英特爾或英偉達(dá)等大型合作伙伴的合同談判情況。然而，有報(bào)道稱(chēng)臺(tái)積電 N5（以及因此或多或少只是“精制”N5 的 4N）成本至少是臺(tái)積電 N7/N6 的兩倍。AD102 的裸片尺寸為 608mm2，英偉達(dá)每個(gè)晶圓只能獲得大約 90 個(gè)完整裸片——作為參考，每個(gè)晶圓僅比 GA102 多兩個(gè)芯片。
如果臺(tái)積電 4N 的每個(gè)晶圓成本是三星 8N 的兩倍以上，這意味著 AD102 每個(gè)芯片的成本是上一代 GA102 和 RTX 3090 的兩倍多。PC World 的 Gordon Mah Ung 在問(wèn)答環(huán)節(jié)中向英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛提問(wèn)關(guān)于定價(jià)的會(huì)議：
Gordon：[RTX] 4000 終于來(lái)了，我敢肯定這對(duì)你來(lái)說(shuō)是一次巨大的發(fā)布。我看到的普遍反應(yīng)是，“哦，我的上帝。它要花這么多錢(qián)。” 關(guān)于新一代零件的定價(jià)，您有什么想對(duì)大家說(shuō)的嗎？此外，他們能否期望在某個(gè)時(shí)候看到更好的定價(jià)，并基本上解決我在各處看到的所有大聲尖叫？”
黃仁勛： “首先，今天的 12 英寸晶圓比昨天貴很多， 而且它不是貴一點(diǎn)。摩爾定律已死。而摩爾定律提供相同性能，每年半成本一半的能力已經(jīng)結(jié)束。完全結(jié)束了。因此，不幸的是，芯片成本會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降的想法已成為過(guò)去。”
當(dāng)然，構(gòu)建顯卡不僅僅是 GPU。內(nèi)存，涉及PCB、VRM、PMIC、電容器和其他各種位，其中許多產(chǎn)品的價(jià)格在過(guò)去兩年中也有所上漲。英偉達(dá)也不得不在GPU和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)上投入大量精力。
英偉達(dá)尚未發(fā)布AD103和AD104的芯片或效果圖，但我們確實(shí)有完整的規(guī)格。它們要小得多，其中大部分來(lái)自減少內(nèi)核數(shù)量，內(nèi)存接口和L2緩存大小。4080型號(hào)自然會(huì)比4090大批量產(chǎn)品，但值得指出的是，4090的計(jì)算能力可能增加70%，內(nèi)存帶寬和容量增加50%，功耗增加41%，而成本“僅”高出33%。換句話(huà)說(shuō)，RTX 4080 16GB的定價(jià)比RTX 4090差。我們可以對(duì)RTX 4080 12GB執(zhí)行相同的分析。4080 16GB 的計(jì)算能力提高了 21%，內(nèi)存容量增加了 33%，內(nèi)存帶寬增加了 42%，但功耗僅增加了 12%。它的成本也高出33%。與我們?cè)谝郧暗挠ミ_(dá)架構(gòu)中看到的相比，這兩種RTX 4080型號(hào)看起來(lái)價(jià)格過(guò)高且功率不足，其中halo卡的成本要高得多，，而性能只能適度提高。
當(dāng)RTX 30系列推出時(shí)，英偉達(dá)從RTX 3090和3080開(kāi)始。兩者都使用GA102芯片，只是在3080上啟用的內(nèi)核更少。接下來(lái)是RTX 3070和3060 Ti，兩者都使用GA104芯片。最終，英偉達(dá)將GA106添加到該系列中，用于RTX 3060和3050 - 移動(dòng)RTX 3050 Ti和3050也有GA107，但這從未出現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)上。最終，僅查看臺(tái)式機(jī)顯卡，英偉達(dá) 擁有三種不同的 GPU，為十種不同的顯卡提供動(dòng)力。現(xiàn)在，英偉達(dá)公布了三款卡，使用三塊GPU，它必須弄清楚如何平衡每個(gè)芯片的數(shù)量。
相比之下，AMD似乎將在11月3日宣布可能使用單核GPU，它將使用小芯片技術(shù)。目前的信息顯示，GCD（GPU Chiplet Die）的尺寸僅為308mm2，約為AD102尺寸的一半，并且它將與多達(dá)六個(gè)相對(duì)較小（38mm2）的MCD（內(nèi)存芯片芯片）連接。這與AD104（294.5mm2）的尺寸大致相同，如果傳言是正確的，AMD的Navi 31將配備多達(dá)12，288個(gè)GPU著色器內(nèi)核 - 比英偉達(dá)的RTX 4080 12GB高出60%。
AMD可以使用相同的GCD推出RX 7900 XT，RX 7800 XT，甚至可能推出RX 7800，只是啟用了不同數(shù)量的GPU內(nèi)核以及6，5或4個(gè)MCD。AMD甚至可能在定價(jià)上與AD104競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)提供明顯更高的性能，至少在沒(méi)有利用DLSS 3和/或極端光線(xiàn)追蹤效果的游戲中是這樣。優(yōu)勢(shì)：AMD。
還有一個(gè)問(wèn)題是為什么 RTX 4080 12GB 不只是被稱(chēng)為 RTX 4070。在簡(jiǎn)報(bào)中與 英偉達(dá) 交談時(shí)，這個(gè)確切的問(wèn)題出現(xiàn)了：將 12GB 芯片稱(chēng)為 4080 而不是 4070 背后的思考過(guò)程是什么，尤其是因?yàn)樗且粋€(gè)不同的芯片？英偉達(dá) 的產(chǎn)品管理高級(jí)總監(jiān) Justin Walker 說(shuō)：“4080 12GB 是一款非常高性能的 GPU。它提供的性能比 3080 12GB 快得多……它比 3090 Ti 快，我們真的認(rèn)為它值得是80級(jí)產(chǎn)品。”
坦率地說(shuō)，這是一個(gè)蹩腳的答案。當(dāng)然更快！這是一個(gè)新的芯片和一個(gè)新的架構(gòu);它應(yīng)該更快。還記得GTX 1070問(wèn)世時(shí)，它比980 Ti更快嗎？我想這不是“值得”的80級(jí)產(chǎn)品名稱(chēng)。RTX 2070在與1080 Ti匹配時(shí)也不是3070，也不是與2080 Ti匹配時(shí)的3070。這就是你必須開(kāi)始思考的地方，因?yàn)楹苊黠@，在重光線(xiàn)追蹤游戲中，DLSS 3就是這樣。當(dāng)您不玩符合這些條件的游戲時(shí)會(huì)發(fā)生什么？
根據(jù)英偉達(dá)的基準(zhǔn)，這將好壞參半。左圖中的前三個(gè)游戲不使用 DLSS 或 DLSS 3。RTX 4080 12GB通常與RTX 3090 Ti捆綁在一起或略慢，而DLSS 3和光線(xiàn)追蹤不是等式的一部分。在未來(lái)的比賽中，這種情況會(huì)持續(xù)多久一次，這要難以預(yù)測(cè)。在很多方面，迄今為止發(fā)布的 RTX 40 系列讓人想起 RTX 20 系列的發(fā)布。英偉達(dá)再次大肆宣傳光線(xiàn)追蹤和DLSS，只是我們現(xiàn)在正處于這個(gè)故事的第三輪。RT硬件的功能要強(qiáng)大得多，DLSS 3也應(yīng)該好得多，但是所有大型游戲都會(huì)將這兩種技術(shù)都支持到足夠的水平嗎？毫無(wú)疑問(wèn)，答案是否定的。有些會(huì)，有些不會(huì)。與此同時(shí)，代際定價(jià)（再次）有所增加，一些型號(hào)的規(guī)格肯定看起來(lái)值得懷疑。RTX 4080 12GB感覺(jué)太像現(xiàn)在應(yīng)該真的是RTX 4070了，英偉達(dá)本可以開(kāi)始使用Ti和Super或其他任何東西來(lái)創(chuàng)建其他型號(hào)。
RTX 3080 10GB顯然仍將停留在699美元的建議零售價(jià)暫時(shí)。這當(dāng)然不會(huì)長(zhǎng)久，因?yàn)樽罱K的RTX 4070將不可避免地在性能和功能上取代它。但英偉達(dá)和它的合作伙伴需要不知情的人買(mǎi)下現(xiàn)有的RTX 30系列卡的庫(kù)存，以他們?nèi)匀豢梢缘玫降淖罡邇r(jià)格，然后他們準(zhǔn)備下棧到其余的Ada Lovelace陣容。
我們還在等待AMD RDNA 3產(chǎn)品線(xiàn)的詳細(xì)信息，正如上面所討論的，AMD做出的設(shè)計(jì)決定——特別是GPU芯片——應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致英偉達(dá)無(wú)法匹敵的更低價(jià)格。AMD可能不會(huì)在性能上獨(dú)占鰲頭，但如果它能在價(jià)格低于英偉達(dá)的情況下與之接近，那可能就沒(méi)什么關(guān)系了。此外，英特爾的Arc A770和A750也可能在不久的將來(lái)推出。在接下來(lái)的幾個(gè)月里，我們將看到誰(shuí)會(huì)成為GPU市場(chǎng)的勝利者。
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