Железо

Intel представила новые инструменты для многокристальной упаковки чипов

Производительность процессоров будущего будет измеряться сложностью или, лучше сказать, комплексностью решений. В свете приближающегося барьера в производстве чипов, которым становится невозможность дальнейшего снижения масштаба техпроцессов, на первый план выходит многокристальная упаковка кристаллов. При этом сам процессор будет представлять собой платформу из массы разнородных кристаллов, соединённых высокоскоростной шиной, которая будет ничуть не хуже (по скорости и потреблению), чем если был это был один монолитный кристалл. Чем больше функций будет возложено на небольшой чип процессора, тем мощнее и эффективнее будет вся платформа. Говоря иначе, процессор станет и материнской платой и набором плат расширения, включая память, периферию и прочее.

Это технологии EMIB и Foveros. Компания Intel уже продемонстрировала реализацию двух фирменных технологий для пространственной упаковки разнородных кристаллов в один корпус. С помощью технологии EMIB компания выпускает FPGA поколения Stratix X и гибридные процессоры Kaby Lake G, а технология Foveros будет реализована в коммерческих продуктах во второй половине текущего года. Первая представляет собой встроенные в «монтажную» подложку мосты-интерфейсы для горизонтальной компоновки кристаллов, а вторая ― это трёхмерная или стековая компоновка кристаллов с использованием, в том числе сквозных вертикальных каналов металлизации TSVs. Например, с её помощью будут выпускаться ноутбучные процессоры Lakefield.

Конкуренты занимаются тем же самым. Безусловно, Intel не будет на этом останавливать и продолжит активно развивать технологии по прогрессивной упаковке кристаллов. Как TSMC, так и Samsung разрабатывают технологии для пространственной компоновки кристаллов (чиплетов) и намерены дальше тянуть одеяло новых возможностей на себя.

На мероприятии представлены три технологии, реализация которых состоится в ближайшее время. На днях на конференции SEMICON West компания Intel вновь показала, что её технологии для многокристальной упаковки развиваются хорошими темпами. Все разработки Intel бережёт для себя, и будет предоставлять лишь клиентам на контрактное производство. Надо сказать, что все три технологии не станут индустриальными стандартами.

Это сочетание технологии недорогих мостов-интерфейсов EMIB с чиплетами Foveros. Первой из трёх новых технологий для пространственной упаковки чиплетов заявлена Co-EMIB. В Intel утверждают, что задержки и пропускная способность всех многоуровневых интерфейсов будет не хуже, чем в монолитном кристалле. Многокристальные стековые конструкции Foveros можно связывать горизонтальными линками EMIB в сложные системы без ухудшения пропускной способности и снижения производительности. Фактически за счёт предельной плотности размещения разнородных кристаллов общая производительность и энергоэффективность решения и интерфейсов будут даже выше, чем в случае монолитного решения.

Прототип процессора был показан на SEMICON West в виде стека из 18 небольших кристаллов на одном большом кристалле (Foveros), пара которых соединялась горизонтально соединением EMIB. Впервые технология Co-EMIB может быть реализована для производства гибридных процессоров Intel для суперкомпьютера Aurora, ожидаемого к поставке в конце 2021 года (совместный проект Intel и Cray).

Эта технология не что иное, как использование интерфейсов EMIB и Foveros для горизонтального и вертикального электрического соединения кристаллов. Вторая из трёх новых технологий пространственной упаковки чипов Intel называется Omni-Directional Interconnect (ODI). Этот подход даст возможность эффективно развести питание. Вынести ODI отдельным пунктом заставило то, что компания реализовала питание чиплетов в стеке с помощью вертикальных TSVs-соединений. При этом сопротивление 70-мкм TSVs-каналов для питания существенно снижено, что уменьшит число необходимых для подвода питания каналов и освободит площадь на кристалле для транзисторов (например).

Это шина Advanced Interface Bus (AIB) в виде физического уровня для межкристального обмена сигналами. Наконец, третьей технологией для пространственной упаковки Intel назвала интерфейс кристалл-кристалл MDIO. Первое поколение AIB было представлено в 2017 году с возможностью передавать по каждому контакту данные со скоростью 2 Гбит/с. Строго говоря, это второе поколение шины AIB, которую Intel разрабатывает по заказу DARPA. Этот линк станет конкурентом шины TSMC LIPINCON. Шина MDIO обеспечит обмен на скорости 5,4 Гбит/с. Скорость обмена LIPINCON больше ― 8 Гбит/с, но у Intel MDIO выше показатель плотности Гбайт/с на миллиметр: 200 против 67, так что Intel заявляет о разработке, которая не хуже, чем у конкурента.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть