Intel esitles uusi tööriistu kiipide mitme kristalliga pakendamiseks

Lähenevas kiipide tootmisbarjääris, milleks on tehnoloogia jätkuva skaleerimise võimetus, tõuseb esiplaanile mitme kihiga kristallide pakendamine. Tulevaste protsessorite jõudlust mõõdetakse lahenduste keerukuse või, paremini öeldes, kompleksuse kaudu. Mida rohkem funktsioone on väikese protsessori kiibi peale pandud, seda võimsam ja efektiivsem on kogu platvorm. Protsessor ise kujutab endast platvormi, mis koosneb mitmesugustest kristallidest, mis on ühendatud kõrge läbilaskevõimega bussiga, mis ei jää kiiruselt ja energiatarbimise poolest alla ühelegi monoliitsele kristallile. Teisisõnu, protsessorist saab nii emaplaat kui ka laiendusplaatide komplekt, sealhulgas mälu, periferiaseadmed ja muud.

Ettevõte Intel on juba demonstreerinud kahe oma tehnoloogia rakendust mitmekihiliste erinevate kristallide pakendamiseks ühte korpusesse. Need tehnoloogiad on EMIB ja Foveros. Esimene neist on integreeritud "paigaldus" aluspinna sisse ehitatud sillad, mis võimaldavad kristallide horisontaalset paigutamist, ja teine - kolmemõõtmeline või virnastatud kristallide paigaldus, sealhulgas vertikaalse metalliseerimise TSV-de läbilõikega. EMIB tehnoloogia abil toodab ettevõte Stratix X põlvkonna FPGA-sid ja hübriidprotsessoreid Kaby Lake G, samas kui Foveros tehnoloogia rakendamise kavas on kaubanduslikes toodetes selle aasta teises pooles. Näiteks hakkavad selle abil tootma sülearvutite protsessoreid Lakefield.

Kahtlemata ei kavatse Intel sellega piirduda ja jätkab aktiivset arengut kristallide edasijõudnud pakendamise tehnoloogiate osas. Konkurendid tegelevad sama asjaga. Nii TSMCkui ka Samsung arendavad tehnoloogiaid kristallide (kiiplette) ruumiliseks paigutamiseks ja kavatsevad neid uusi võimalusi enda kasuks ära kasutada.

Hiljuti Intel ütles SEMICON West konverentsil taas, et nende mitmekihilised pakendamise tehnoloogiad arenevad heades tempos. Üritusel tutvustati kolme tehnoloogiat, mille rakendamine toimub peagi. Tuleb märkida, et kõik kolm tehnoloogiat ei muutu tööstusstandarditeks. Kõik Intel'i arendused jäävad ettevõtte endi kasutusse ja neid pakutakse vaid lepingulise tootmise klientidele. näitasid, et nende multikiip-pakendustehnoloogiad arenevad hästi. Üritusel esitati kolm tehnoloogiat, mille rakendamine toimub lähitulevikus. Tuleb märkida, et kõigist kolmest tehnoloogiast ei saa tööstusstandardid. Kõiki Intel'i arendusi hoitakse enda jaoks ja neid pakutakse vaid lepingulistele tootjatele.

Esimese kolme uuest tehnikast kiipletide ruumiliseks pakkimiseks on Co-EMIB. See on odavate EMIB liideste tehnoloogia kombinatsioon Foveros kiipletidega. Foveros mitme kristalliga virnade struktuurid saab horisontaalsete EMIB linkide kaudu siduda keerukatesse süsteemidesse, ilma et see halvendaks läbilaskevõimet või vähendaks jõudlust. Intel väidab, et kõikide mitmekihiliste liideste viivitused ja läbilaskevõime ei jää monoliitse kristalliga võrreldes halvemaks. Tegelikult on tänu erinevate kristallide äärmise tiheduse tõttu lahenduse ja liideste kogujõudlus ja energiatõhusus isegi kõrgemad kui monoliitsete lahenduste puhul.

Esmakordselt võib Co-EMIB tehnoloogiat rakendada Intel'i hübriidsetele protsessoritele, mida oodatakse tarnima 2021. aasta lõpus (Intel ja Cray koostööprojekt). Protsessori prototüüp näidati SEMICON Westi üritusel 18 väikese kristalli virna näol ühel suurel kristallil (Foveros), mille paar ühendati horisontaalselt EMIB ühendusega.

Teine kolme Intel'i uue kiipide ruumilise pakkimise tehnoloogia on Omni-Directional Interconnect (ODI). See tehnoloogia on lihtsalt EMIB ja Foveros liideste kasutamine kristallide horisontaalse ja vertikaalse elektriühenduse saavutamiseks. ODI välja toomise põhjuseks oli asjaolu, et ettevõte rakendas kiipletide toitevarustust virnas vertikaalsete TSV-seoste abil. See lähenemine võimaldab efektiivselt toite jaotada. Samuti on 70-µm TSV kanalite takistus toite jaoks oluliselt vähenenud, mis vähendab vajalike toiteliinide arvu ja vabastab kivi pinna transistorite jaoks (näiteks).

Lõpuks nimetas Intel kolmandaks tehnoloogiaks ruumilise pakkimise jaoks kristall-kristalli MDIO liidese. See on Advanced Interface Bus (AIB) buss füüsilise tasemega interkristalliliseks signaaliedastuseks. Rangelt öeldes on see AIB bussi teine põlvkond, mida Intel arendab DARPA tellimusel. Esimene AIB põlvkond esitati 2017. aastal, pakkudes võimalust edastada andmeid 2 Gbit/s iga kontakti kaudu. MDIO buss tagab edastuse kiirusel 5,4 Gbit/s. See link saab konkurendiks TSMC LIPINCON bussile. LIPINCONi edastuskiirus on suurem — 8 Gbit/s, kuid Intel MDIO-l on kõrgem gigabaidi millimeetri tihedus: 200 võrreldes 67-ga, mistõttu Intel väidab, et nende areng on samal tasemel nagu konkurentidel.

Allikas: 3dnews.ru