Nelle ultime settimane il termine “binned” è comparso spesso parlando dei chip dell’iPhone 17e e del MacBook Neo. Ma cosa significa esattamente?
In parole semplici, il chip binning è il processo con cui un insieme di componenti prodotti in serie viene separato in base alle caratteristiche, per essere venduto o utilizzato in modi diversi. Le origini del termine risalgono all’agricoltura, dove il raccolto veniva separato in contenitori detti bin. I prodotti migliori finivano al mercato per la vendita al dettaglio, quelli meno belli in blocchi scontati per l’industria alimentare e quelli di qualità inferiore come mangime o fertilizzante.
Oggi il binning è una pratica standard in quasi ogni settore manifatturiero, dai minerali al tessile fino ai semiconduttori.
Come funziona il binning dei chip
I processori vengono tipicamente sottoposti a binning in due modi, ovvero per velocità di clock e per difetti di progettazione. I chip vengono testati a diverse frequenze e tensioni, per poi essere separati in base a quelli che superano la validazione alle velocità desiderate e quelli che operano a velocità inferiori. I chip più veloci finiscono nei prodotti di fascia alta dove ci si aspetta prestazioni di punta. Il metodo più evidente è però quello che prevede la disabilitazione di alcune parti del chip per recuperare prodotti che altrimenti sarebbero stati scartati.
I processori moderni contengono decine di miliardi di transistor incisi su un foglio di silicio tramite luce ultravioletta ad alta frequenza. Un wafer di silicio tipico, largo circa trenta centimetri, produce circa 500 chip come un A18, ma una percentuale significativa di essi presenta difetti che ne impediscono il corretto funzionamento. La percentuale di chip utilizzabili è definita “yield” del wafer: più è alta, minore è il costo per chip.
I chip moderni sono progettati con aree ripetute e funzionalmente identiche. Se ci sono sei core GPU, ognuno è esattamente uguale agli altri. Questa ridondanza può essere sfruttata per rendere utilizzabili chip difettosi, poiché un core GPU con un difetto di produzione può essere disabilitato via software, trasformando un chip con sei core in uno funzionante con cinque. La stessa tecnica si applica ai core CPU, alla memoria cache e ai circuiti dell’interfaccia di memoria.
Quali prodotti Apple usano chip binned?
Apple utilizza chip binned da circa un decennio. Nel 2018, l’iPad Pro di terza generazione montava un chip A12X, progettato con otto core GPU ma venduto con sette a causa di yield insufficienti. Nel 2020, l’iPad Pro di quarta generazione portò l’A12Z, identico all’A12X ma con l’ottavo core GPU riabilitato grazie al miglioramento dei rendimenti produttivi.
Con il debutto dell’M1 nel MacBook Air, il modello entry-level arrivava con un core GPU disabilitato rispetto alla versione completa.
Oggi, Apple applica questa pratica a diversi prodotti della gamma attuale. L’iPhone Air monta un A19 Pro con un core GPU disabilitato su sei. L’iPhone 17e utilizza un A19 con quattro core GPU anziché cinque. Il MacBook Air entry-level, invece, ha un M5 con due core GPU disabilitati su dieci. Infine, il MacBook Neo utilizza un A18 Pro con un core GPU disabilitato.
Il binning consente ad Apple di migliorare la produttività, ridurre i costi e offrire prodotti a prezzi più accessibili senza dover progettare chip completamente nuovi. Essendo una delle poche aziende che controlla sia la progettazione dei chip che quella dell’hardware, Apple ottiene un vantaggio competitivo significativo rispetto ai concorrenti da questa pratica.
Quanto incide il binning sulle prestazioni?
L’utilizzo di un prodotto con un chip binned comporta una riduzione delle prestazioni proporzionale alla modifica apportata. Passare da cinque a quattro core GPU equivale a una riduzione del 20% delle prestazioni della GPU di picco. L’iPhone 17e, per esempio, ottiene risultati grafici circa il 20% inferiori rispetto all’iPhone 17, mentre l’iPhone Air mostra risultati grafici circa il 17% più lenti nei benchmark rispetto all’iPhone 17 Pro.
Tuttavia, raramente le applicazioni reali dipendono esclusivamente da un singolo componente. I prodotti con chip binned si differenziano anche per sistema di raffreddamento, velocità della RAM e frequenze operative, per cui la differenza di prestazioni non è mai riconducibile alla sola modifica del chip.
Come regola generale, la riduzione massima delle prestazioni attesa corrisponde alla percentuale di riduzione del componente modificato e si manifesta solo nelle applicazioni particolarmente sensibili a quel parametro specifico.
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