Intel-ի Ponte Vecchio-ն և AMD-ի Zen 3-ը ցույց են տալիս կիսահաղորդչային փաթեթավորման առաջադեմ տեխնոլոգիայի խոստումը

Intel-ը և AMD-ն այս շաբաթ քննարկել են չիպերի իրենց ամենաառաջադեմ ձևավորումները Կոշտ վիճակի սխեմաների միջազգային կոնֆերանսում, և նրանք ընդգծել են առաջադեմ փաթեթավորման դերը իրենց ապագա բարձրակարգ չիպային արտադրանքներում: Երկու դեպքում էլ տպավորիչ նոր կատարողական հնարավորությունները գալիս են մոդուլային մոտեցումներից, որոնք միավորում են տարբեր արտադրամասերում պատրաստված շինարարական բլոկները՝ օգտագործելով տարբեր արտադրական գործընթացներ: Այն ցույց է տալիս չիպերի փաթեթավորման հսկայական ներուժը կիսահաղորդչային նորարարության ապագայում:

Intel-ի թիրախային շուկան Ponte Vecchio-ի համար որպես բարձր արդյունավետության մոդուլ է, որը պետք է ներկառուցվի մեծ տվյալների կենտրոնների համակարգերում: Այն գրաֆիկայի մշակման միավոր է (GPU) և նախատեսված է արհեստական ​​ինտելեկտի, մեքենայական ուսուցման և համակարգչային գրաֆիկայի ծրագրերի համար: Այն անվանվել է միջնադարյան քարե կամրջի պատվին, որը միացնում է Իտալիայի Ֆլորենցիայում Առնո գետի մի կողմում գտնվող Պիացցա դելլա Սինյորիան Պալացցո Պիտտիի հետ մյուս կողմից։ Դիզայնի ուշագրավ կետերից մեկն այն է, թե ինչպես է այն միացնում բազմաթիվ մասնագիտացված չիպլետներ՝ ինտեգրալ շղթաների կառուցման բլոկներ, որոնք նախատեսված են համակցվելու՝ ամբողջական համակարգեր ստեղծելու համար:

Ponte Vecchio-ն օգտագործում է ութ «սալիկներ», որոնք արտադրվել են Թայվանի կիսահաղորդչային արտադրական ընկերության (TSMC) ամենաառաջադեմ 5 նմ պրոցեսի վրա: Յուրաքանչյուր սալիկ ունի ութ «X^e«միջուկներ, և ութ միջուկներից յուրաքանչյուրն իր հերթին ունի ութ վեկտոր և ութ մասնագիտացված մատրիցային շարժիչ: Սալիկները տեղադրվում են «բազային սալիկի» վերևում, որը կապում է դրանք հիշողության և արտաքին աշխարհի հետ հսկա անջատիչ գործվածքով: Այս հիմնական սալիկը կառուցված է ընկերության «Intel 7» գործընթացի միջոցով, որը ընկերության 10 նմ ընդլայնված SuperFin արտադրության գործընթացի նոր անվանումն է: Գոյություն ունի նաև բարձր արդյունավետությամբ հիշողության համակարգ, որը կոչվում է «RAMBO», որը նշանակում է Random Access Memory, Bandwidth Optimized, որը կառուցվել է բազային սալիկի վրա՝ օգտագործելով Intel 7 Foveros փոխկապակցման տեխնոլոգիան: Ներառված են նաև բազմաթիվ այլ շինանյութեր:

Ponte Vecchio-ի դիզայնը դեպքի ուսումնասիրություն է տարասեռ ինտեգրման մեջ՝ միավորելով 63 տարբեր սալիկներ (47, որոնք կատարում են հաշվողական գործառույթներ և 16-ը՝ ջերմային կառավարման համար) ընդհանուր ավելի քան 100 միլիարդ տրանզիստորներով մեկ փաթեթում, որը 77.5 x 62.5 մմ է (մոտ 3 x: 2.5 դյույմ): Այնքան վաղուց չէր, երբ այդքան հաշվողական հզորությունը լցվեց պահեստում և պահանջեց իր սեփական կապը էլեկտրական ցանցին: Նման դիզայնի ինժեներական մարտահրավերները շատ են.

Միացնելով բոլոր մասերը. Դիզայներներին անհրաժեշտ է միջոց՝ ազդանշանները բոլոր տարբեր չիպերի միջև տեղափոխելու համար: Հին ժամանակներում դա արվում էր լարերի կամ հետքերով տպագիր տպատախտակների վրա, իսկ չիպերն ամրացնում էին դրանք տախտակների վրա զոդելով: Բայց դրա գոլորշին վաղուց սպառվել էր, քանի որ ազդանշանների քանակն ու արագությունն ավելացել էին: Եթե ​​ամեն ինչ դնում եք մեկ չիպի մեջ, կարող եք դրանք միացնել մետաղական հետքերով արտադրական գործընթացի հետևի մասում: Եթե ​​ցանկանում եք օգտագործել մի քանի չիպեր, դա նշանակում է, որ ձեզ շատ կապող կապիչներ են պետք, և ցանկանում եք, որ միացման հեռավորությունները կարճ լինեն: Intel-ն օգտագործում է երկու տեխնոլոգիա՝ դրան աջակցելու համար. Առաջինը նրա «ներկառուցված բազմաշերտ փոխկապակցման կամուրջն» է (EMIB), որը պատրաստված է սիլիցիումի փոքր կտորից, որը կարող է միաժամանակ հարյուրավոր կամ հազարավոր միացումներ ապահովել, իսկ երկրորդը նախ՝ իր Foveros-ի միջուկային տեխնոլոգիան է: օգտագործվում է իր Lakefield բջջային պրոցեսորում:

Համոզվելով, որ բոլոր մասերը համաժամանակացված են: Երբ դուք միացնում եք բազմաթիվ տարբեր մասեր, դուք պետք է ապահովեք, որ բոլոր մասերը կարող են համաժամանակ խոսել միմյանց հետ: Սա սովորաբար նշանակում է ժամանակի ազդանշանի բաշխում, որը հայտնի է որպես ժամացույց, որպեսզի բոլոր չիպերը կարողանան աշխատել կողպեքի հետ: Պարզվում է, որ դա աննշան չէ, քանի որ ազդանշանները հակված են շեղվելու, և շրջակա միջավայրը շատ աղմկոտ է, շատ ազդանշաններ են ցատկում: Յուրաքանչյուր հաշվարկային կղմինդր, օրինակ, ունի ավելի քան 7,000 միացում 40 քառակուսի միլիմետր տարածության մեջ, այնպես որ դա շատ է համաժամացման համար:

Ջերմության կառավարում. Մոդուլային սալիկներից յուրաքանչյուրը պահանջում է մեծ հզորություն, և այն միատեսակ հասցնելը ամբողջ մակերեսով, իսկ առաջացած ջերմությունը հեռացնելով, հսկայական մարտահրավեր է: Հիշողության չիպերը որոշ ժամանակ կուտակված են եղել, բայց առաջացած ջերմությունը բավականին հավասարաչափ է բաշխվում: Պրոցեսորային չիպսերը կամ սալիկները կարող են ունենալ թեժ կետեր՝ կախված այն բանից, թե որքանով են դրանք օգտագործվում, և 3D չիպերի կույտում ջերմությունը կառավարելը հեշտ չէ: Intel-ն օգտագործել է չիպերի հետևի երեսպատման մետալացման գործընթաց և դրանք ինտեգրվել ջերմային տարածիչների հետ՝ Ponte Vecchio համակարգի կողմից արտադրվող կանխատեսվող 600 Վտ հզորությունը կարգավորելու համար:

Նախնական լաբորատոր արդյունքները, որոնք Intel-ը հայտնել է, ներառում էին >45 Teraflops-ի կատարողականություն: Aurora սուպերհամակարգիչը, որը կառուցվում է Argonne National Laboratories-ում, կօգտագործի ավելի քան 54,000 Ponte Vecchios և ավելի քան 18,000 հաջորդ սերնդի Xeon պրոցեսորներ: Aurora-ն ունի ավելի քան 2 Exaflops թիրախային առավելագույն կատարում, ինչը 1,000 անգամ ավելի է, քան Teraflop մեքենան: Դեռևս 1990-ականների կեսերին, երբ ես զբաղվում էի սուպերհամակարգիչների բիզնեսով, մեկ Teraflop մեքենան 100 միլիոն դոլար արժողությամբ գիտական ​​նախագիծ էր:

դրամի Zen 3

AMD-ը խոսեց իր Zen 3 երկրորդ սերնդի միկրոպրոցեսորային միջուկի մասին, որը կառուցված է TSMC-ի 7 նմ պրոցեսի վրա: Այս միկրոպրոցեսորային միջուկը նախատեսված էր AMD-ի շուկայական հատվածներում օգտագործելու համար՝ ցածր էներգիայի շարժական սարքերից, սեղանադիր համակարգիչներից մինչև իր ամենահզոր տվյալների կենտրոնի սերվերները: Այս ռազմավարության կենտրոնական դրույթը իր Zen 3 միջուկի փաթեթավորումն էր օժանդակ գործառույթներով որպես «հիմնական համալիր» մեկ չիպլետի վրա, որը ծառայում էր որպես մոդուլային շինարարական բլոկներ, ինչպես Intel-ի սալիկները: Այսպիսով, նրանք կարող էին միասին փաթեթավորել ութ չիպլետ՝ բարձր արդյունավետությամբ աշխատասեղանի կամ սերվերի համար, կամ չորս չիպլետ արժեքային համակարգի համար, ինչպես էժան տնային համակարգ, որը ես կարող եմ գնել: AMD-ը նաև չիպերը դնում է ուղղահայաց՝ օգտագործելով այն, ինչ կոչվում է միջսիլիկոնային միջանցքներ (TSV), որը մի քանի չիպերի միացման եղանակ է, որոնք տեղադրված են միմյանց վրա: Այն կարող է նաև միավորել այս չիպլետներից երկուսից ութը GlobalFoundries-ի 12 նմ պրոցեսի վրա ստեղծված սերվերի հետ՝ իր 3-ը դարձնելու համար:^rd սերնդի EPYC սերվերի չիպեր:

Հիանալի հնարավորությունը, որը կարևորում են Ponte Vecchio-ն և Zen 3-ը, տարբեր գործընթացների միջոցով պատրաստված չիպսերը խառնելու և համապատասխանեցնելու ունակությունն է: Intel-ի դեպքում սա ներառում էր ինչպես ինքնուրույն, այնպես էլ TSMC-ի ամենաառաջադեմ գործընթացները պատրաստված մասեր: AMD-ը կարող է միավորել TSMC-ի և GlobalFoundries-ի մասերը: Ավելի փոքր չիպլետները կամ սալիկները միասին միացնելու մեծ առավելությունն այն է, որ փոքրերը կունենան ավելի լավ արտադրական եկամտաբերություն և, հետևաբար, ավելի քիչ ծախսատար: Դուք կարող եք նաև խառնել և համադրել նոր չիպլետները ավելի հին ապացուցվածների հետ, որոնք դուք գիտեք, որ լավն են, կամ որոնք պատրաստված են ավելի քիչ ծախսատար գործընթացով:

Ե՛վ AMD, և՛ Intel դիզայնները տեխնիկական են տուր դե ֆորս. Անկասկած, դրանք ներկայացնում են մեծ քրտնաջան աշխատանք և ուսուցում և ներկայացնում են ռեսուրսների հսկայական ներդրումներ: Բայց ինչպես IBM-ը 360-ականներին ներմուծեց մոդուլային ենթահամակարգեր իր հիմնական System/1960 համակարգում, իսկ 1980-ականներին անհատական ​​համակարգիչները դարձան մոդուլային, այնպես էլ սիլիկոնային միկրոհամակարգերի մոդուլային բաժանումը, ինչպես օրինակ այս երկու դիզայնով և հնարավոր դարձավ չիպերի առաջադեմ փաթեթավորմամբ, ազդարարում է տեխնոլոգիական զգալի փոփոխություն: Ճիշտ է, այստեղ ցուցադրվող շատ հնարավորություններ դեռ հասանելի չեն սկսնակ ձեռնարկությունների մեծամասնությանը, բայց մենք կարող ենք պատկերացնել, որ երբ տեխնոլոգիան ավելի հասանելի դառնա, այն կբացի նորարարությունների միաձուլման ալիք: