În contextul apropiatei bariere în producția de cipuri, care devine imposibilitatea de a mai reduce dimensiunile proceselor tehnologice, ambalarea multicristalelor iese în evidență. Performanța procesoarelor viitoare va fi măsurată prin complexitatea sau, mai bine spus, diversitatea soluțiilor. Cu cât mai multe funcții sunt atribuite unui cip mic de procesor, cu atât mai puternică și eficientă va fi întreaga platformă. În acest fel, procesorul însuși va reprezenta o platformă dintr-o mulțime de cristale heterogene, conectate printr-un bus de mare viteză, care nu va fi cu nimic mai prejos (din punct de vedere al vitezei și consumului) decât dacă ar fi fost un singur cristal monolitic. Cu alte cuvinte, procesorul va deveni atât placa de bază, cât și un set de plăci de extensie, inclusiv memorie, periferice și altele.
Compania Intel a demonstrat deja implementarea a două tehnologii proprii pentru ambalarea spațială a cristalelor heterogene într-un singur carcasa. Acestea sunt tehnologiile EMIB și . Prima reprezintă punți-interfețe integrate în substratul de „montaj” pentru aranjamentul orizontal al cristalelor, iar a doua este o compunere tridimensională sau stivuită a cristalelor, inclusiv utilizarea canalelor verticalе metalizate TSV. Prin tehnologia EMIB, compania produce FPGA de generație Stratix X și procesoare hibride Kaby Lake G, iar tehnologia Foveros va fi implementată în produsele comerciale în a doua jumătate a anului curent. De exemplu, cu ajutorul acesteia se vor produce procesoare pentru laptopuri Lakefield.
Fără îndoială, Intel nu se va opri aici și va continua să dezvolte activ tehnologiile de ambalare progresivă a cristalelor. Concurenții fac același lucru. Atât , cât și Samsung dezvoltă tehnologii pentru compunerea spațială a cristalelor (chipletelor) și intenționează să exploreze noi oportunități.
Recent, la conferința SEMICON West, compania Intel a arătat din nou , că tehnologiile sale pentru ambalarea multi-cristal se dezvoltă într-un ritm bun. La eveniment au fost prezentate trei tehnologii, implementarea cărora va avea loc în curând. Trebuie spus că toate cele trei tehnologii nu vor deveni standarde industriale. Toate dezvoltările Intel le păstrează pentru sine și le va oferi doar clienților la producție pe bază de contract.
Prima dintre cele trei noi tehnologii pentru ambalarea spațială a chiplet-urilor este Co-EMIB. Aceasta este o combinație a tehnologiei de poduri interfață EMIB cu chiplet-uri Foveros. Construcțiile multi-cristal stack Foveros pot fi conectate prin link-uri orizontale EMIB în sisteme complexe fără a compromite lățimea de bandă și performanța. Intel afirmă că întârzierile și lățimea de bandă a tuturor interfețelor multicamerei vor fi la fel de bune ca în cazul unui cristal monolitic. De fapt, datorită densității maxime de plasare a cristalelor heterogene, performanța generală și eficiența energetică a soluției și interfețelor vor fi chiar mai bune decât în cazul unei soluții monolitice.
Pentru prima dată, tehnologia Co-EMIB poate fi realizată pentru producția de procesoare hibride Intel pentru supercomputerul Aurora, așteptat să fie livrat la sfârșitul anului 2021 (proiect comun Intel și Cray). Prototipul procesorului a fost prezentat la SEMICON West sub formă de un stack de 18 cristale mici pe un singur cristal mare (Foveros), două dintre acestea fiind conectate orizontal prin interfața EMIB.
A doua dintre cele trei noi tehnologii de ambalare spațială a chip-urilor Intel se numește Omni-Directional Interconnect (ODI). Această tehnologie este nimic altceva decât utilizarea interfețelor EMIB și Foveros pentru conexiuni electrice orizontale și verticale ale cristalelor. Separarea ODI ca punct distinct a fost determinată de faptul că compania a implementat alimentarea chiplet-urilor în stack cu ajutorul conexiunilor TSV verticale. Această abordare va permite o distribuție eficientă a alimentării. În același timp, rezistența canalelor TSV de 70 μm pentru alimentare a fost semnificativ redusă, ceea ce va diminua numărul canalelor necesare pentru furnizarea de energie și va elibera spațiu pe cristal pentru tranzistoare (de exemplu).
În cele din urmă, a treia tehnologie pentru ambalarea spațială pe care Intel a numit-o este interfața cristal-cristal MDIO. Aceasta este un bus Advanced Interface Bus (AIB) la nivel fizic pentru schimbul de semnale inter-cristale. Strict vorbind, acesta este a doua generație a bus-ului AIB, pe care Intel îl dezvoltă la cererea DARPA. Prima generație AIB a fost prezentată în 2017, având capacitatea de a transmite date prin fiecare contact cu o viteză de 2 Gbps. Bus-ul MDIO va asigura un schimb la viteza de 5,4 Gbps. Această legătură va deveni un competitor pentru bus-ul TSMC LIPINCON. Viteza de schimb a LIPINCON este mai mare - 8 Gbps, dar Intel MDIO are o densitate mai mare de Gbyte/s pe milimetru: 200 comparativ cu 67, așa că Intel declară că dezvoltarea sa nu este inferioară celei a competitorului.
Sursa: 3dnews.ru
