У світлі бар'єру, що наближається, у виробництві чіпів, яким стає неможливість подальшого зниження масштабу техпроцесів, на перший план виходить багатокристальна упаковка кристалів. Продуктивність процесорів майбутнього вимірюватиметься складністю або, краще сказати, комплексністю рішень. Чим більше функцій буде покладено на невеликий чіп процесора, тим потужнішим і ефективнішим буде вся платформа. При цьому сам процесор буде платформою з маси різнорідних кристалів, з'єднаних високошвидкісною шиною, яка буде нітрохи не гірша (за швидкістю та споживанням), ніж якщо був це один монолітний кристал. Інакше кажучи, процесор стане і материнською платою і набором плат розширення, включаючи пам'ять, периферію та інше.
Компанія Intel вже продемонструвала реалізацію двох фірмових технологій для просторового пакування різнорідних кристалів в один корпус. Це технології EMIB та . Перша є вбудованими в «монтажну» підкладку мостами-інтерфейсами для горизонтального компонування кристалів, а друга — це тривимірне або стекове компонування кристалів з використанням, у тому числі наскрізних вертикальних каналів металізації TSVs. За допомогою технології EMIB компанія випускає FPGA покоління Stratix X та гібридні процесори Kaby Lake G, а технологія Foveros буде реалізована у комерційних продуктах у другій половині поточного року. Наприклад, з її допомогою випускатимуться ноутбучні процесори Lakefield.
Безумовно, Intel не на цьому зупинятиме і продовжить активно розвивати технології з прогресивної упаковки кристалів. Конкуренти займаються тим самим. Як , так і Samsung розробляють технології для просторового компонування кристалів (чіплетів) і мають намір далі тягнути ковдру нових можливостей на себе.
Днями на конференції SEMICON West компанія Intel знову , Що її технології для багатокристальної упаковки розвиваються хорошими темпами. На заході представлено три технології, реалізація яких відбудеться найближчим часом. Треба сказати, що це три технології не стануть індустріальними стандартами. Всі розробки Intel береже для себе і надаватиме лише клієнтам на контрактне виробництво.
Першою з трьох нових технологій для просторового пакування чіплетів заявлено Co-EMIB. Це поєднання технології недорогих мостів-інтерфейсів EMIB із чіплетами Foveros. Багатокристальні стекові конструкції Foveros можна зв'язувати горизонтальними лінками EMIB у складні системи без погіршення пропускної здатності та зниження продуктивності. У Intel стверджують, що затримки та пропускна здатність всіх багаторівневих інтерфейсів буде не гіршою, ніж у монолітному кристалі. Фактично за рахунок граничної щільності розміщення різнорідних кристалів загальна продуктивність та енергоефективність рішення та інтерфейсів будуть навіть вищими, ніж у разі монолітного рішення.
Вперше технологія Co-EMIB може бути реалізована для виробництва гібридних процесорів Intel для суперкомп'ютера Aurora, що очікується до постачання наприкінці 2021 року (спільний проект Intel та Cray). Прототип процесора був показаний SEMICON West у вигляді стека з 18 невеликих кристалів на одному великому кристалі (Foveros), пара яких з'єднувалася горизонтально з'єднанням EMIB.
Друга з трьох нових технологій просторового пакування чіпів Intel називається Omni-Directional Interconnect (ODI). Ця технологія не що інше, як використання інтерфейсів EMIB та Foveros для горизонтального та вертикального електричного з'єднання кристалів. Винести ODI окремим пунктом змусило те, що компанія реалізувала живлення чиплетів у стеку за допомогою вертикальних TSVs-з'єднань. Цей підхід дасть змогу ефективно розвести харчування. При цьому опір 70-мкм TSVs-каналів для живлення суттєво знижено, що зменшить кількість необхідних для підведення живлення каналів та звільнить площу на кристалі для транзисторів (наприклад).
Нарешті, третьою технологією для просторового пакування Intel назвала інтерфейс кристал-кристал MDIO. Це шина Advanced Interface Bus (AIB) як фізичного рівня для міжкристального обміну сигналами. Строго кажучи, це друге покоління AIB шини, яку Intel розробляє на замовлення DARPA. Перше покоління AIB було представлено у 2017 році з можливістю передавати по кожному контакту дані зі швидкістю 2 Гбіт/с. Шина MDIO забезпечить обмін на швидкості 5,4 Гбіт/с. Цей лінк стане конкурентом шини TSMC LIPINCON. Швидкість обміну LIPINCON більша - 8 Гбіт/с, але у Intel MDIO вищий показник щільності Гбайт/с на міліметр: 200 проти 67, так що Intel заявляє про розробку, яка не гірша, ніж у конкурента.
Джерело: 3dnews.ru