Pidades silmas lähenevat barjääri kiipide tootmisel, milleks on tehniliste protsesside edasise vähendamise võimatus, tõuseb esiplaanile kristallide mitme kiibi pakendamine. Tulevaste protsessorite jõudlust mõõdetakse lahenduste keerukuse või veel parem – keerukuse järgi. Mida rohkem funktsioone väikesele protsessorikiibile omistatakse, seda võimsam ja tõhusam on kogu platvorm. Sel juhul on protsessor ise platvorm heterogeensete kristallide massist, mis on ühendatud kiirsiiniga, mis pole (kiiruse ja tarbimise osas) halvem kui siis, kui see oleks üks monoliitne kristall. Teisisõnu, protsessorist saab nii emaplaat kui ka laienduskaartide komplekt, sealhulgas mälu, välisseadmed jne.
Intel on juba demonstreerinud kahe patenteeritud tehnoloogia rakendamist erinevate kristallide ruumiliseks pakendamiseks ühte pakendisse. Need on EMIB ja . Esimene neist on sildliidesed, mis on ehitatud "monteerimissubstraadile" kristallide horisontaalseks paigutamiseks, ja teine on kristallide kolmemõõtmeline või virnastatud paigutus, kasutades muuhulgas vertikaalsete metalliseerimiskanalite kaudu TSV-sid. EMIB tehnoloogiat kasutades toodab ettevõte Stratix X põlvkonna FPGA-sid ja Kaby Lake G hübriidprotsessoreid ning Foverose tehnoloogiat hakatakse kommertstoodetes juurutama selle aasta teises pooles. Näiteks hakatakse seda kasutama Lakefieldi sülearvutiprotsessorite tootmiseks.
Loomulikult ei peatu Intel sellega ja jätkab progressiivse kiibi pakendamise tehnoloogiate aktiivset arendamist. Konkurendid teevad sama asja. Kuidas ja Samsung arendavad kristallide (kiipide) ruumilise paigutuse tehnoloogiaid ning kavatsevad ka edaspidi uute võimaluste tekki enda peale tõmmata.
Hiljuti SEMICON West konverentsil Intel taas et selle mitmekiibiliste pakendite tehnoloogiad arenevad heas tempos. Üritusel esitleti kolme tehnoloogiat, mille juurutamine toimub lähiajal. Peab ütlema, et kõigist kolmest tehnoloogiast ei saa tööstusstandardeid. Intel jätab kõik arendused endale ja pakub neid klientidele ainult lepinguliseks tootmiseks.
Esimene kolmest kiipide ruumilise pakendamise uuest tehnoloogiast on Co-EMIB. See on kombinatsioon odavast EMIB-i sillaliidese tehnoloogiast ja Foverose kiibist. Foverose mitme kiibiga virnakujundusi saab ühendada horisontaalsete EMIB-linkidega keerukateks süsteemideks ilma läbilaskevõimet või jõudlust ohverdamata. Intel väidab, et kõigi mitmekihiliste liideste latentsus ja läbilaskevõime pole halvemad kui monoliitsel kiibil. Tegelikult on heterogeensete kristallide äärmise tiheduse tõttu lahenduse ja liideste üldine jõudlus ja energiatõhusus isegi suurem kui monoliitse lahenduse puhul.
Esmakordselt saab Co-EMIB-tehnoloogiat kasutada Inteli hübriidprotsessorite tootmiseks superarvuti Aurora jaoks, mis peaks tarnima 2021. aasta lõpus (Intelli ja Cray ühisprojekt). Prototüüpprotsessorit näidati SEMICON Westis 18 väikese matriitsi virnana ühel suurel matriitsil (Foveros), millest paar ühendati horisontaalselt EMIB-ühenduse kaudu.
Inteli kolmest uuest ruumilise kiibi pakendamise tehnoloogiast teine kannab nime Omni-Directional Interconnect (ODI). See tehnoloogia pole midagi muud kui EMIB ja Foverose liideste kasutamine kristallide horisontaalseks ja vertikaalseks elektriliseks ühendamiseks. ODI muutis eraldiseisvaks asjaolu, et ettevõte rakendas vertikaalsete TSV-ühenduste abil virnas olevate kiipide toiteallika. See lähenemisviis võimaldab toitu tõhusalt jaotada. Samal ajal väheneb oluliselt 70-μm TSV-kanalite takistus toiteallikaks, mis vähendab toiteallikaks vajalike kanalite arvu ja vabastab kiibil pinda (näiteks transistoride jaoks).
Lõpuks nimetas Intel kiipidevahelist liidest MDIO kolmandaks ruumilise pakendamise tehnoloogiaks. See on Advanced Interface Bus (AIB) füüsilise kihi kujul kiipidevahelise signaalivahetuse jaoks. Rangelt võttes on see AIB siini teine põlvkond, mida Intel arendab DARPA jaoks. AIB esimene põlvkond võeti kasutusele 2017. aastal võimalusega edastada andmeid üle iga kontakti kiirusega 2 Gbit/s. MDIO siini pakub vahetust kiirusega 5,4 Gbit/s. Sellest lingist saab TSMC LIPINCON bussi konkurent. LIPINCONi edastuskiirus on suurem – 8 Gbit/s, kuid Inteli MDIO-l on suurem GB/s tihedus millimeetri kohta: 200 versus 67, nii et Intel väidab, et arendus ei ole konkurendi omast halvem.
Allikas: 3dnews.ru