Intelдин Ponte Vecchio жана AMDдин Zen 3 өнүккөн жарым өткөргүч таңгактоо технологиясын көрсөтөт

Intel жана AMD ушул аптада Эл аралык Solid State Circuits конференциясында эң өнүккөн чип дизайндарынын айрымдарын талкуулашты жана алар өнүккөн таңгактын келечектеги жогорку сапаттагы чип өнүмдөрүндө ойной турган ролун баса белгилешти. Эки учурда тең таасирдүү жаңы аткаруу мүмкүнчүлүктөрү ар кандай өндүрүш процесстерин колдонуу менен ар кандай фабрикаларда жасалган курулуш блокторун бириктирген модулдук ыкмалардан келип чыгат. Бул жарым өткөргүч инновациясынын келечегинде чиптин таңгактоосунун кеңири мүмкүнчүлүктөрүн көрсөтөт.

Ponte Vecchio үчүн Intelдин максаттуу рыногу чоң маалымат борбору тутумдарына курула турган жогорку өндүрүмдүүлүк модулу болуп саналат. Бул графикалык иштетүү бирдиги (GPU) жана жасалма интеллект, машина үйрөнүү жана компьютердик графикадагы колдонмолор үчүн иштелип чыккан. Ал Италиянын Флоренция шаарындагы Арно дарыясынын бир тарабындагы Пьяцца делла Синьория менен экинчи өйүзүндөгү Паллаццо Питти менен байланыштырган орто кылымдагы таш көпүрөнүн атынан коюлган. Дизайндын урунттуу жерлеринин бири - бул көптөгөн адистештирилген чиплеттерди - комплекстүү системаларды түзүү үчүн бириктирилген интегралдык микросхемалардын курулуш блокторун кантип бириктирет.

Ponte Vecchio Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 5 нм өнүккөн процессинде өндүрүлгөн сегиз "плитканы" колдонот. Ар бир плиткада сегиз «X^e” өзөктөрү жана сегиз өзөктүн ар бири өз кезегинде сегиз вектордук жана сегиз адистештирилген матрицалык кыймылдаткычтарга ээ. плиткалар "базалык плитканын" үстүнө жайгаштырылат, алар эстутум жана тышкы дүйнө менен ири алмаштыргыч кездеме менен байланыштырат. Бул базалык плитка компаниянын "Intel 7" процессинин жардамы менен курулган, бул компаниянын 10 нм SuperFin өндүрүш процессинин жаңы аталышы. Ошондой эле Intel 7 Foveros интерконнект технологиясын колдонуу менен базалык плиткага курулган Random Access Memory, Bandwidth Optimized дегенди билдирген "RAMBO" деп аталган жогорку натыйжалуу эс тутуму бар. Көптөгөн башка курулуш блоктору да кошулган.

Ponte Vecchio дизайны гетерогендүү интеграциянын мисалдык изилдөөсү болуп саналат - 63 x 47 мм (болжол менен 16 х) бир пакетте жалпысынан 100 миллиарддан ашык транзисторлор менен 77.5 түрдүү плитканы (62.5 эсептөө функцияларын аткарган жана 3 жылуулук башкаруу үчүн) бириктирген. 2.5 дюйм). Ушунчалык көп эсептөө күчү кампаны толтуруп, электр тармагына өз алдынча туташуу талап кылынганына анчалык көп убакыт болгон жок. Мындай дизайндагы инженердик кыйынчылыктар көп:

Бардык бөлүктөрүн туташтыруу. Дизайнерлерге сигналдарды башка чиптердин ортосунда жылдыруунун жолу керек. Эски күндөрдө бул зымдар менен же басылган схемалардагы издер менен жасалчу жана микросхемалар аларды тактайларга ширетүү аркылуу бекитилет. Бирок сигналдардын саны жана ылдамдык көбөйгөндүктөн, бул эчак эле түгөндү. Эгер сиз бардыгын бир чипке салсаңыз, аларды өндүрүш процессинин арткы четиндеги металл издери менен туташтыра аласыз. Эгер сиз бир нече чипти колдонгуңуз келсе, анда сизге көп туташтыргыч төөнөгүч керек жана сиз туташтыруу аралыктары кыска болушун каалайсыз. Intel муну колдоо үчүн эки технологияны колдонот. Биринчиси, анын бир эле учурда жүздөгөн же миңдеген туташууларды камсыз кыла ала турган кремнийдин кичинекей тилкесинен жасалган “киргизилген көп өлчөмдүү өз ара байланыш көпүрөсү” (EMIB), ал эми экинчиси, биринчиден анын Foveros өлүп калмайынча стектилөө технологиясы. анын Lakefield мобилдик процессорунда колдонулат.

Бардык бөлүктөр синхрондоштурууну текшерүү. Көптөгөн бири-биринен айырмаланган бөлүктөрдү туташтыргандан кийин, бардык бөлүктөр бири-бири менен синхрондуу сүйлөшө алышына кепилдик беришиңиз керек. Бул, адатта, саат катары белгилүү болгон убакыт сигналын бөлүштүрүү дегенди билдирет, ошондуктан бардык чиптер lockstep режиминде иштей алат. Бул анча деле маанилүү эмес, анткени сигналдар кыйшайгандыктан, айлана-чөйрө абдан ызы-чуу болуп, көптөгөн сигналдар айланып турат. Мисалы, ар бир эсептөө плиткасында 7,000 чарчы миллиметр мейкиндикте 40ден ашык туташуулар бар, андыктан бул синхрондоштуруу үчүн көп нерсе.

Жылуулукту башкаруу. Модулдук плиткалардын ар бири көп күчтү талап кылат жана аны бүткүл бетке бирдей жеткирүү, ошол эле учурда пайда болгон жылуулукту алып салуу чоң көйгөй. Эстутум микросхемалары бир нече убакыттан бери тизилип турат, бирок пайда болгон жылуулук бир калыпта бөлүштүрүлөт. Процессордун чиптери же плиткалары канчалык оор колдонулганына жараша ысык чекиттерге ээ болушу мүмкүн жана чиптердин 3D стекиндеги жылуулукту башкаруу оңой эмес. Intel микросхемалардын арткы беттери үчүн металлдаштыруу процессин колдонду жана аларды Ponte Vecchio системасы тарабынан иштелип чыккан болжолдонгон 600 Ватты иштетүү үчүн жылуулук тараткычтар менен бириктирди.

Intel билдирген алгачкы лабораториялык натыйжалар >45 Teraflops көрсөткүчүн камтыйт. Аргонна улуттук лабораторияларында курулуп жаткан Aurora суперкомпьютери 54,000 18,000ден ашык Ponte Vecchios жана 2 1,000ден ашык кийинки муундагы Xeon процессорлорун колдонот. Aurora 1990 Exaflops боюнча максаттуу эң жогорку көрсөткүчкө ээ, бул Teraflop машинасынан 100 эсе көп. XNUMX-жылдардын орто ченинде мен суперкомпьютер бизнесинде жүргөндө бир Teraflop машинасы XNUMX миллион долларлык илимий долбоор болчу.

AMDдин Zen 3

AMD TSMCнын 3 нм процессинде курулган Zen 7 экинчи муундагы микропроцессордук өзөгү жөнүндө айтып берди. Бул микропроцессордук өзөгү аз кубаттуу мобилдик түзүлүштөрдөн, рабочий компьютерлерден жана анын эң күчтүү маалымат борборунун серверлерине чейин AMDдин рынок сегменттеринде колдонуу үчүн иштелип чыккан. Бул стратегиянын негизги жобосу анын Zen 3 өзөгүн Intel плиткаларына окшош модулдук курулуш блоктору катары кызмат кылган бир чиплеттеги “негизги комплекс” катары колдоо функциялары менен пакеттөө болгон. Ошентип, алар сегиз чиплетти жогорку натыйжалуу рабочий стол же сервер үчүн, же мен сатып ала турган арзан үй системасы сыяктуу баалуулук системасы үчүн төрт чиплетти топтой алышат. AMD ошондой эле чиптерди вертикалдуу түрдө бири-биринин үстүнө жайгаштырылган бир нече чиптерди туташтыруунун жолу аркылуу кремний аркылуу (TSV) деп аташат. Ал ошондой эле бул чиплеттердин экиден сегизин GlobalFoundries 12 нм процессинде жасалган сервердик өлчөм менен бириктирип, анын 3 болушу мүмкүн.^rd муун EPYC сервер чиптери.

Ponte Vecchio жана Zen 3 баса белгилеген чоң мүмкүнчүлүк - бул ар кандай процесстердин жардамы менен жасалган чиптерди аралаштыруу жана дал келтирүү. Intel учурда, бул өз алдынча жасалган бөлүктөрдү, ошондой эле TSMCдин эң алдыңкы процесстерин камтыйт. AMD TSMC жана GlobalFoundries бөлүктөрүн бириктире алат. Кичинекей чиплеттерди же плиткаларды бириктирүүнүн бир чоң чипти куруунун ордуна чоң артыкчылыгы - бул кичинелери жакшыраак өндүрүш түшүмүнө ээ болот, демек, азыраак чыгымдалат. Сиз ошондой эле жаңы чиплеттерди өзүңүзгө белгилүү болгон эски далилденген чиплеттер менен аралаштырып, дал келтирсеңиз болот же арзаныраак процессте жасалган.

AMD жана Intel дизайны экөө тең техникалык турлар. Албетте, алар көп эмгекти жана окууну билдирет жана ресурстардын чоң инвестицияларын билдирет. Бирок IBM 360-жылдары өзүнүн mainframe System/1960 системасында модулдук подсистемаларды киргизгени жана 1980-жылдары жеке компьютерлер модулдук болуп калгандай, кремний микросистемаларын модулдук бөлүштүрүү бул эки дизайнда мисалга келтирилген жана өнүккөн чиптин таңгактоосу аркылуу ишке ашкан технологиянын олуттуу жылышынан кабар берет. Бул жерде көрсөтүлгөн көптөгөн мүмкүнчүлүктөр дагы эле көпчүлүк стартаптар үчүн жеткиликтүү эмес, бирок биз технология жеткиликтүү болгондон кийин, инновациялардын толкунун чыгарат деп элестете алабыз.