В светлината на надвисналата бариера в производството на чипове, свързана с невъзможността за по-нататъшно намаляване на размерите на технологичните процеси, на преден план излиза многокристалната опаковка на кристалите. Производителността на процесорите на бъдещето ще бъде измервана с комплексността или, по-добре казано, сложността на решенията. Колкото повече функции бъдат възложени на малък процесорен чип, толкова по-мощна и ефективна ще бъде цялата платформа. В същото време самият процесор ще представлява платформа от множество хетерогенни кристали, свързани с висоскоростна шина, която няма да е по-малко добра (по отношение на скорост и потребление), отколкото ако беше един монолитен кристал. С други думи, процесорът ще стане и дънна платка, и набор от разширителни платки, включително памет, периферни устройства и други.
Компанията Intel вече демонстрира прилагането на две фирмени технологии за пространствена опаковка на хетерогенни кристали в един корпус. Това са технологиите EMIB и . Първата представлява вградени в 'монтажната' основа мостове-интерфейси за хоризонтално подреждане на кристалите, а втората - триизмерно или стеково подреждане на кристалите, включително с използване на вертикални канали за металиация TSVs. С помощта на технологията EMIB компанията произвежда FPGA от поколение Stratix X и хибридни процесори Kaby Lake G, а технологията Foveros ще бъде реализация в търговски продукти през втората половина на текущата година. Например, с нея ще бъдат произвеждани лаптопни процесори Lakefield.
Безусловно, Intel няма да спре на това и ще продължи активно да развива технологиите за прогресивна опаковка на кристалите. Конкурентите също се занимават с това. Както , така и Samsung разработват технологии за пространствена компоновка на кристали (чиплети) и имат намерение да продължат да разширяват новите възможности.
Наскоро на конференцията SEMICON West компанията Intel отново , че нейните технологии за многокристална опаковка напредват с добри темпове. На събитието бяха представени три технологии, реализацията на които ще се осъществи в близко бъдеще. Трябва да се каже, че всички три технологии няма да станат индустриални стандарти. Всички разработки на Intel са под опека и ще бъдат предоставяни само на клиенти за договорно производство.
Първата от трите нови технологии за пространствено опаковане на чиплети е Co-EMIB. Тя представлява комбинация от технологията на евтини интерфейсни мостове EMIB с чиплети Foveros. Многокристалните стекови конструкции Foveros могат да бъдат свързани с хоризонтални връзки EMIB в сложни системи без да се влошава пропускателната способност и да се намалява производителността. В Intel твърдят, че забавянията и пропускателната способност на всички многостепенни интерфейси ще бъдат не по-лоши от тези в монолитния кристал. Всъщност, благодарение на пределната плътност на разполагане на хетерогенни кристали, общата производителност и енергийна ефективност на решението и интерфейсите ще бъдат дори по-високи, отколкото в случай на монолитно решение.
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). 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.
Втората от трите нови технологии за пространствено опаковане на чипове на Intel се нарича Omni-Directional Interconnect (ODI). Тази технология не е нищо друго освен използване на интерфейси EMIB и Foveros за хоризонтално и вертикално електрическо свързване на кристали. Отделен пункт за ODI беше наложен, тъй като компанията реализира захранване на чиплети в стека чрез вертикални TSV-свързвания. Този подход ще позволи ефикасно разпределение на захранването. При това съпротивлението на 70-мкм TSV-каналите за захранване е значително намалено, което ще намали броя на необходимите канали за захранване и ще освободи площ на кристала за транзистори (например).
Накрая, трета технология за пространствена опаковка, наречена от Intel, е кристално-кристален интерфейс MDIO. Това е шина Advanced Interface Bus (AIB) в своя физически слой за междусистемен обмен на сигнали. Стриктно казано, това е второто поколение AIB, което Intel разработва по поръчка на DARPA. Първото поколение AIB беше представено през 2017 година с възможност за предаване на данни по всеки контакт със скорост 2 Гбит/с. Шината MDIO ще осигури обмен на скорост 5,4 Гбит/с. Тази връзка ще бъде конкурент на шината TSMC LIPINCON. Скоростта на обмен на LIPINCON е по-висока — 8 Гбит/с, но Intel MDIO има по-висок показател за плътност Гбайт/с на милиметър: 200 спрямо 67, така че Intel заявява, че разработката им не е по-лоша от конкурентната.
Източник: 3dnews.ru
