2 месяца назад я писал о том, что первые заказчики начали получать специализированные компьютеры для Bitcoin — Avalon. Я написал разработчику Avalon’a — Yifu Guo, и он сразу согласился выслать мне несколько микросхем для вскрытия. Однако, посылка погрязла в пучине слоупочты России ®.

Однако, со мной связался needbmw — оказалось ему приехал Авалон с одним поврежденным чипом, его отпаяли и отдали мне минуя почту. Теперь мы наконец сможем одним глазком взглянуть на внутренности процессора. Особенно это будет интересно многочисленным желающим разработать свой Avalon с блекджэком и косить миллионы.

Фотографии

Сам поврежденный чип: (к счастью, мозг кристалл не задет).
Эта крошка считает 282 Mhash/s (как видеокарта AMD 6970), потребляя ~2.5Ватта.

Из открытых источников известно, что произведен чип на фабрике TSMC по техпроцессу 110nm, 5 слоев металлизации. Что примечательно, контактных площадок на кристалле намного больше, чем выводов на микросхеме. Большинство из них — питание/земля, соответственно одна нога соединена с несколькими падами на микросхеме.

Размер кристалла — 4.06*4.12 мм.

Сверху — мы видим только сеть распределения питания/земли, весь «фарш» — скрыт под металлическими соединениями.

Если стравить металлизацию — видно, что Avalon — это огромный монолитный кусок логики, никаких блоков памяти, регистров… Это не процессор в обычном понимании этого слова. Квадратик в левой части схемы — похоже большей частью не используемое место и немного вспомогательной логики. Пустое место заполнено dummy-элементами, т.к. при изготовлении микросхем минимальный и максимальный допустимый процент заполнения на каждом слое микросхемы — ограничен.

Но самое интересное можно увидеть, если взглянуть на микросхему под максимальным увеличением (даже не смотря на то, что всех деталей не видно):

Если сравнить со микросхемой изготовленной по технологии 180нм на основе библиотеки стандартных ячеек, масштабированной до 61%, мы видим, что логика Авалона — намного, намного плотнее:

Резюме

Avalon — настоящий (не путать с ButterflyLabs которые кормят всех завтраками уже больше года).

Если кто-то думает взять готовое Verilog-описание (оно доступно для FPGA), и автоматически синтезировать свой Avalon — так просто конкурентный продукт создать не получится. Avalon похоже основательно допиливали руками, и автоматически синтезированный вариант будет в 2-4 раза медленнее (при той же потребляемой мощности).