Die Siliziumlotterie: Warum keine zwei Prozessoren gleich sind

Wenn Sie sich für PC-Building und Overclocking interessieren, sind Sie möglicherweise auf den Begriff "Silikonlotterie" gestoßen.

Einfach ausgedrückt bezieht sich der Begriff Siliziumlotterie auf die inhärenten Unterschiede zwischen zwei Prozessoren derselben Produktlinie. Diese Unterschiede wirken sich auf die Übertaktungsleistung aus.

Lassen Sie uns etwas mehr darauf eingehen und sehen, warum keine zwei Prozessoren gleich sind.

Wie werden CPUs hergestellt?

CPU-Hersteller wie Intel und AMD stellen die CPUs nicht wirklich her. Sie gestalten sie. Unternehmen wie TSMC implementieren diese Designs auf Siliziumwafern, um Chips herzustellen.

Siliziumscheibe sind große Siliziumscheiben. Ein Halbleiterhersteller druckt auf diese Wafer Transistoren nach den Entwürfen von CPU-Herstellern. Nach dem Drucken des Designs wird der Wafer geschnitten, um separate Hardware-Chips zu erhalten.

Nicht jeder Zoll eines Wafers kann verwendet werden, um Chips zu bilden. Bei der Herstellung der Wafer breiten sich Defekte entlang der Oberfläche der Siliziumscheibe aus, ein unerwünschter Nebeneffekt des Herstellungsprozesses. Aufgrund dieser Mängel erzielen die Hersteller eine Ausbeute von 70 bis 90 %.

Dabei ist zu beachten, dass unabhängig von der Klassifizierung eines Prozessors alle Prozessoren aus den gleichen Siliziumwafern hergestellt werden. So werden beispielsweise ein Low-End-Dual-Core-Intel Core i3 und ein Mittelklasse-Quad-Core-i5-Prozessor aus demselben Wafer hergestellt. Erst nach der Schnittphase klassifizieren CPU-Hersteller verschiedene Chips nach ihrer Leistung.

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Wenn also ein Core i5 defekt ist, kann Intel entscheiden, ihn als i3 mit deaktivierten defekten Kernen zu verkaufen. Dieser Prozess der Umnutzung der CPUs aufgrund von inhärenten Defekten wird als Binning bezeichnet.

Binning kann in beide Richtungen gehen. Wenn Hersteller leistungsschwächere Prozessoren in untergeordnete Produkte einteilen können, können sie auch CPUs mit besserer Leistung als erwartet als separate Produkte verkaufen. Ein gutes Beispiel dafür ist die Intel K-Serie. CPUs der K-Serie sind bis auf einen Unterschied mit Nicht-K-Teilen identisch: Sie können höhere Taktraten erreichen.

Jede CPU hat ein anderes Übertaktungspotenzial

Nach dem Schneiden des Wafers testen CPU-Hersteller die Chips, um sicherzustellen, dass sie eine zufriedenstellende Leistung aufweisen. Chips mit schlechterer Leistung als erwartet werden in Low-End-Produkte einsortiert, und bessere Chips werden als Hochleistungsteile verpackt. Unter vielen Faktoren kann die relative Platzierung eines Chips auf dem Wafer die Leistung einer CPU bestimmen proCPUs

Auf einem Siliziumwafer weisen Chips, die näher zum Zentrum gedruckt werden, weniger Fehler auf. Mit anderen Worten, sie sind von besserer Qualität als die Chips an den Rändern des Wafers. Außerdem haben die Chips aus der Mitte oft bessere thermische Leistung und Taktraten, was zu viel Spielraum beim Übertakten führt.

Einfach ausgedrückt: Prozessoren, die aus der Mitte des Wafers hergestellt werden, überlagern die besten. Zum Beispiel kann ein Core i9-10900K-Prozessor auf 5 GHz übertakten, während ein anderer niemals 4,5 GHz überschreiten kann. Und weil wir keine Möglichkeit zu wissen, welche CPUs besser übertakten, wenn Sie am Ende eine bessere haben, gewinnen Sie die „Silikonlotterie“.

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Kein Prozessor gleicht dem anderen, selbst wenn sie zur gleichen Produktlinie gehören. Durch unvorhersehbare Umstände unterscheiden sich CPUs mit gleichen Spezifikationen von Natur aus voneinander.

Auch eine bessere CPU-Kühlung ist sehr wichtig

Schwitzen Sie nicht über die Silikonlotterie. Es gibt andere Möglichkeiten, um eine gute Übertaktungsleistung aus Ihrer CPU herauszuholen. Eine der effektivsten ist eine würdige Kühllösung.

Neben der Chipqualität ist die thermische Leistung der limitierende Faktor beim Übertakten. Mit einem ausreichend guten Kühlsystem können Sie Taktraten nördlich von 5 GHz erreichen. Enthusiasten haben es beispielsweise geschafft, CPUs mit flüssigem Stickstoff auf 7 GHz zu übertakten.

Investieren Sie also in ein gutes Kühl-Setup, und Ihre CPU wird wie ein Champion übertakten.

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