בעצם שעות אלו, בזמן שאינטל (Intel) בכלל, ואינטל ישראל בפרט בהתרגשות פטריוטית רבה, מתכוננים לעוד הכרזה רשמית על דור חדש של מעבדי Core, ה-13 במספר עבור מי שסופר, בחדרים מסוימים במרכז הפיתוח של החברה בחיפה עסוקים הרבה מאוד מהנדסים, מתכננים ומעצבים בצעדים הראשונים, ואף יותר, של הדור הבא של מעבדי ה-Core, וכנראה גם על זה שאחריו.
כפי שאיציק סילייס, סגן נשיא תאגידי באינטל העולמית, האחראי על אינטגרציית המוצרים של אינטל במחשבים הנייחים והניידים , סיפר בתחילת TechTour.IL – הפעם הראשונה שאינטל בוחרת להכריז על דור חדש של מעבדים בישראל, עם משלחת נאה מאוד של עשרות עיתונאים מרחבי העולם – לוקח בערך 30 חודשים מהרגע שמתחילים לעבוד על מעבד ועד שהיחידה הראשונה שמוכנה כבר למשלוח יוצאת מקו הייצור.
במסגרת הארוכה הזו של חודשים, ובעצם שנים, יש כמה וכמה שלבים מהותיים מאוד במסלול שעובר כל מעבד, גם במקרה של Raptor Lake, עד שהוא מגיע ללקוח – כולל כמה מסעות הלוך וחזור, אם צריך, בין המפעל למרכז הפיתוח כי בו, בחדרים אחרים ובמקומות אחרים בצבר הבניינים שמרכיב אותו, ממוקמות מעבדות רבות שמטרתן לבחון את המעבדים באופן פיזי כדי לוודא שהם אכן יגיעו ללקוח בסופו של דבר כשהם מבצעים את מה שהם אמורים לבצע.
ולידציה – לחפש ולנפות את הבאגים
ולידציה, כמו שאפשר להבין מהשם של התפקוד של המעבדה הענקית הזו, היא לספק אישור, למרות שפועל מה שעושים, אפשר לומר, הוא ההפך: אנשי המעבדה הזו אפשר לומר באופן ציורי משהו, ‘תוקפים’ את המעבדים שמגיעים אחרי ייצור ראשוני בכל הכלים שעומדים לרשותם כדי להוכיח שהם עומדים בכל הביצועים שהוגדרו עבורם בשלב התכנון של המעבדים – הם נבדקים מול תוכנות ההפעלה השונות, כולל כמה ש-200 אנשי הוולידציה כותבים בעצמם, הם נבדקים כדי להראות שהם מוגנים מפני תוכנות זדוניות, כדי לבחון מה צריכת האנרגיה ועוד משתנים רבים.
ברחבי המעבדה הזו מפוזרים מאות, אם לא אלפי, מחשבים או בעצם לוחות אם שמחוברים אליהם התקנים חיצוניים, ובכל אחד מהם מורצת תוכנת בדיקה שוב ושוב ושוב כדי לבחון שאין באגים במעבד. את לוחות האם הללו מייצרים אנשי המעבדה עצמה, ובסופו של דבר, האם הכל בסדר, הם אפילו משמשים כייחוס עבור יצרניות לוחות אם ומחשבים אישיים.
אחד הרגעים החשובים ביותר הוא השלב בו בודקים האם המעבד מצליח לבצע את תהליך האתחול למערכות ההפעלה המסורתיות, Windows בעיקר, כדי לראות האם הוא מתפקד כראוי. ב-Alder Lake זה קרה מרחוק, הפעם זה התרחש באופן מסורתי, וכשזה קורה, זה אחד הרגעים היותר מעצבים שיש, גם עבור העובדים.
השלב הזה מאפשר, בחלק אחר של המעבדה הזו, לבחון את המעבדים ביישומים שונים לפי מצבי עבודה כמו משחקים לדוגמה, ופה ושם יש גם מערכות ‘אויב’ שמולם משווים את הביצועים. במקום הזה גם בודקים לדוגמה האם המעבד, לדוגמה, מספק את כל העוצמה בכל מצב או שבמתחים שונים יש זליגה שפוגעת בביצועים, וכדומה – בין לוחות האם לא מפתיע לגלות סקופים שונים שמודדים למשל את צורת הגל, את המתחים, את העומסים ועוד.
בחדר אחר מוצאים גם מחשבים של יצרניות שונות. הן מקבלות את המעבדים הראשונים בשלב יחסית מוקדם כדי לבנות מערכות המבוססות עליהם, וכחלק מהעבודה מול אינטל הן שולחות דגמים מסוימים כדי לבדוק שהכל עובד כמו שצריך.
הסיווג החשוב
מעבדת הסיווג, Class Lab, היא גם כן חדר ענקי ומאוד רועש בו מוצאים עשרות מכונות שעובדות בלי הפסקה במטרה לבדוק האם הם מתאימים לסיווגים שלהם. המעבדה עצמה לא קובעת את סוגי המעבדים עצמם, אבל הנתונים שהיא מספקת קובעים למשל האם מעבדים אמורים להיות מסוג Core i9 או Core i3 וכל מעבד אחר בכל דור.
מעבדה זו בוחנת כבר ממש את פס הייצור, וכמעט כל מעבד, ואף כולם, עוברים כאן כדי לראות שהם פשוט תקינים, בדיוק לפי התכנון הראשוני, במרחב הטמפרטורות ומצבי העבודה, כשחלק גדול מכל המבחנים מפותחים במעבדה עצמה.
מעבדה מעניינת אחרת היא מעבד הקלט/פלט. זו אחת הנקודות המעניינות בסיור מכיוון שאת הבדיקות הללו מבצעים למעשה רובוטים לכל דבר ועניין. במעבדה זו בוחנים את ההתנהגות של יציאות הקלט והפלט של המעבדים, ועושים את זה מול מגוון גדול של תצורות לוח, עם זיכרונות כאלה ואחרים, וכל דבר אחר שהמעבד מתקשר עמו ישירות בלוח האם.
לצד כל מכונה פחות או יותר, ויש כמה מכונות ברמות שונות של מהירות עבודה ותפקוד, עומד מערום של מעבדים בשורות ארוכות בתוך סוג של מגירות. הרובוט ניגש, מדביק מעבד תורן בעזרת מגנט מיוחד לקצה של רגלית הולכה, ומשבץ אותו בלוח האם שהוא עובד עמו. מייד לאחר מכן מוצמדת גם מערכת הקירור, והבדיקה יוצאת לדרך – וכך זה קורה שוב ושוב.
באגים באגים תרדוף
מה הסיכוי של תוכנה, משחק לצורך העניין, להגיע בעידן הנוכחי אל השוק ללא כל תקלה, ככך שהיא תרוץ בדיוק לפי איך שהמפתח תכנן בלי אף תקלה? מעבד, בסופו של דבר, למרות שהוא משהו פיזי, מבוסס למעשה על הרבה תכנון ותוכנה, וגם במקרה שלו יכולים להימצא תקלות, באגים – וזו הרי חלק מהסיבה העיקרית שכל מעבד כמעט באינטל עובד מסע חתחתים כבד מאוד, כדי שהוא יגיע לבסוף אל הלקוח נקי מתקלות – לפחות בתקווה שזה אכן יקרה.
וכשמוצאים באגים יש כמובן יחידה, או מעבדה, שהתפקיד שלה לנפות אותו, ובאופן לא מפתיע קוראים לה מעבדת ה-Debug ושם מוצאים את אחד מוותיקי העובדים אם לא הוותיק ביותר, אריק שמר, שכבר עובד באינטל חיפה 40 שנה, ובתחילת המסע בין המעבדות גם סיפק שיעורי היסטוריה לגבי ההקמה של אינטל ישראל ב-1974 ועל הפיתוחים הראשונים שלה – ועל כך שהוא גם הגיע לאינטל קצת בטעות.
במעבדה הזו כבר יודעים שיש בעיה, אבל הניתוח לעומק נעשה כאן, ורק נזכיר לכם שמדובר בכניסה למעמקי המעבד לעבודה בגדלי ננו כדי למצוא מקור התקלה. אחת מהן, זו שמוצגת בתמונה לעיל, יכולה להיות למשל שאחד החיווטים בפועל לא מיוצר נכון. לא רק שצריך לזהות את התקלה הזו, גם צריך להציע לה פתרון, ובמקרה הזה למשל מדובר בחיתוכים וביצירת מעקף שיספק תשובה לבעיה.
בעיה אחרת יכולה להיות שאחד הרכיבים לא מקבל מספיק מתח כך שהמהירות שהוא מוציא אינו עומדת בתקן, וגם במקרה הזה מבוצעת בדיקה, באמצעות מערכת לייזר, כדי לאתר בדיוק את הרכיב שגורם את הבעיה ולתת סוג של פתרון.
אז האם רצים למפעל ומתחילים לייצר מחדש? עוד לא, קודם כל צריך להגיע לחדר הניתוח, שהשם המדויק יותר שלו זה המעבדה האנליטית. במעבדה הזו, שהמערכת שלה יושבת על מאזנים מדויקים כדי להבטיח שבכל שניה נתונה הכל יהיה מיושר כמו שצריך לעבודה, מבצעים את התיקון המוצע בפועל, במעבד עצמו, ביחידה שהגיעה מהמפעל ובה מצאו את התקלה.
המהנדסים המפעילים את המכונה הזו חודרים אל המעבד מלמטה, מתחת אל הסיליקון עצמו, פותחים מעבר אל הנקודה בה צריך לבצע את התיקון, ועושים אותו לפי ההוראות. שוב, אפשר לחשוב על סוג של ניתוח מאוד עדין שחייב להיות מאוד מדויק, ובהתחשב במאות מיליוני הטרנזיסטורים שיש בכל מעבד, זה כמעט העולם המופלא, לחטט כך בפנים כדי להגיע בדיוק אל הנקודה הזעירה שצריך לתקן.
וגם אחרי זה המעבד עם התיקון אינו מורץ עם שליח מהיר אל המפעל בקריית גת. לפני כן הוא עובר שוב את הבדיקות המחמירות כדי לוודא שהתיקון אכן סילק את הבאג/ים, ורק אחרי זה הוא חוזר אל המפעל לעוד סבב יצור.
לא קצר
אם תחזרו רגע אל השקופית בפתיחת הכתבה, ותסתכלו עליה שוב אולי בעיון רב יותר, תראו שכל התהליכים הללו של הבדיקות והייצור ושוב בדיקות ועוד ייצור ועד החלטה שזהו, אלו המעבדים שיוצאים אל השוק באופן סופי, נמשכת כתריסר חודשים בלבד, בערך שליש מכל התהליך הכולל את שלבי התכנון והעיצוב של שמפחת המעבדים החדשה.
אינטל, וכנראה בעצם כל יצרנית שבבים ומעבדים, משקיעה רבות בוולידציה והסיווג של המעבדים כדי להבטיח שלא יהיו בהם תקלות, אם בכלל, והחשיפה הזו של מה שמתרחש מאחורי הקלעים מגלה את ההשקעה הגדולה מצד אחד וגם כמה לא ממש קל לייצר מעבד.
המעבד סך הכל מורכב מחול כל האנשים שמיצרים בודקים אותו עם הלימודים שלהם, לוקח את רוב הכסף שאנחנו משלמים למעבד
“סך הכל”
אין לך רבע מושג איזו השקעה כספית נדרשת מחברה כמו אינטל כדי להביא לך את המעבד שבתוך המחשב.
כתבה יפה ומושקעת!