Apariția circuitelor integrate bidimensionale și 2.5DIC, a adus cu ei așa-numiții interpozitori de siliciu pentru intercomunicarea diferitelor elemente care fac parte din ele. Datorită costului și complexității lor ridicate, acestea au devenit un blocaj pentru adoptarea în masă a acestui tip de circuit. Podurile din siliciu sunt o alternativă care promite să rezolve aceste probleme.
Cea mai mare provocare într-un sistem format din mai multe procesoare diferite este comunicarea. Cu toate acestea, există aplicații în care puterea cerută de hardware împiedică plasarea arhitecturii pe un singur cip și trebuie desenată o compoziție mai complexă, cea mai comună fiind ceea ce numim un circuit 2.5DIC.
Problema cu interpozitorii de siliciu
Datorită complexității comunicării necesare și a necesității de a economisi la transferul de date, este necesară utilizarea unor interfețe de comunicații complexe. Cel mai frecvent truc? Utilizarea căilor de siliciu amplasate vertical care rulează de la interpozitor și prin cipuri pe verticală. Acest lucru vă permite să măriți numărul de interconectări și să le faceți pe fiecare să meargă la o viteză de ceas redusă, ceea ce este extrem de important, deoarece consumul de energie crește exponențial cu viteza de ceas.
Problema cu interpozitorii de siliciu este că ei sunt extrem de scumpe datorită dimensiunii interpozitorului, deoarece acesta nu este cu adevărat altceva decât un cip pe care sunt montate restul cipurilor și, de asemenea, trebuie să fie mare. Deci, dimensiunea interpozitorului este limitată de grila nodului de fabricație. Cu tehnologia actuală, dimensiunea maximă pe care o poate avea un interpozitor de siliciu este de 30 x 30 mm, astfel încât cipurile, atât memoria, cât și procesoarele, trebuie să fie, prin urmare, mai mici decât interpozitorul pe care sunt montate. .
Toate aceste limitări înseamnă că de câțiva ani s-a dezvoltat o alternativă sub forma așa-numitelor punți de siliciu, care au fost adoptate de ambele Intel și AMD pentru proiectele lor 2.5DIC prezente și viitoare.
Ce sunt punțile de siliciu?
Poduri de siliciu, poduri de siliciu în engleză, nu sunt o tehnologie viitoare , deoarece le-am văzut deja în produse care au fost lansate. Deoarece tehnologia EMIB și Intel folosesc această tehnologie pentru a comunica diverse cipuri între ele în proiectele lor bazate pe circuite integrate cu două dimensiuni și jumătate.
Avantajul punților de siliciu este că nu folosiți un interpozitor întreg pentru comunicare , dar în schimb creați un canal de comunicare între cele două cipuri care comunică, care se află pe substratul ambelor cipuri. Ceva care la prima vedere poate părea un interpozitor, dar cantitatea de siliciu necesară pentru intercomunicarea diferitelor cipuri este de fapt mult mai mic.
În plus, punțile de siliciu permit libertatea atunci când se unesc diferite jetoane, creatorii nu sunt limitați de dimensiunea interpozitorului și nu există interconectare în interpozitor, care există apoi elemente pe care nu le folosesc pentru a comunica. fiecare. Prin urmare, este o soluție mult mai ieftină și aduce proiectele 2.5DIC mai aproape de piața internă și, prin urmare, în afara calculelor de înaltă performanță.
Cum funcționează punțile de siliciu?
Una dintre particularitățile punților de siliciu este că nu folosesc căi de siliciu sau TSV către intercomunicați cu cipurile, ceea ce reduce foarte mult costurile, deoarece nu este necesar să creați o serie de căi verticale care traversează întregul cip de sus în jos. Problema adoptării căilor de siliciu este că este la fel de complexă ca și construirea unei clădiri. Și odată ce este construit, spuneți că trebuie să rulați o rețea de țevi prin mijloc, ceea ce înseamnă tehnic că trebuie să lăsați clădirea la pământ și să o faceți din nou.
Ca și în cazul TSV al interpozitorilor de siliciu, punțile de siliciu se comunică și vertical, dar această intercomunicare se face pe o punte care se află între ambele cipuri și oferă suficientă lățime de bandă pentru comunicare. De exemplu, Intel, cu lansarea primei sale generații de tehnologie EMIB, a reușit să comunice un AMD GPU cu memoria sa HBM folosind una dintre punțile de siliciu din Kaby Lake-G.
Cine îl adoptă?
Atât Intel, cât și AMD adoptă punți de siliciu în dezvoltarea viitoarelor produse, deși așa cum am menționat deja, Intel le-a adoptat deja și mai exact a fost într-un proiect comun cu AMD. Ne referim la Canionul Hades NUC și la modul în care Procesor și GPU au fost interconectate între ele printr-o punte de siliciu.
Produsul nu a avut prea mult succes, dar Intel și-a dezvoltat în tot acest timp tehnologia de punte de siliciu, EMIB, și l-a transformat în modul de interconectare a diferitelor plăci, ceea ce ei numesc chiplets, în designuri care nu sunt încă încă eliberată GPU-uri Intel Xe-HP , Precum și viitor CPU Intel Meteor Lake . Ceea ce sperăm să fie pe piață până în 2023.
Pe de altă parte, în cazul AMD, adoptarea punților de siliciu va fi văzut în RDNA 3 , a cărui referință o avem datorită unei serii de brevete AMD în care descriu un GPU pentru jocuri compus din mai multe chip-uri GPU. Care sunt văzute de sistemul de operare ca și cum ar fi un singur GPU. Interesant pentru gama de GPU-uri MCM bazate pe CDNA 2, AMD folosește un interpozitor comun, dar trebuie remarcat faptul că piața de calcul de înaltă performanță are costuri care pot fi suportate de TSV și de utilizarea interpozitorilor de siliciu.
În general, este de așteptat ca în anii următori, punțile de siliciu să fie adoptate de diferiți producători care doresc să construiască soluții 2.5DIC pentru piața internă, lucru pe care îl așteptăm de ani de zile și care va fi unul dintre elementele care vor fi rezolva problema creșterii costurilor pentru sfârșitul Legii lui Moore. Dar, pentru moment și pentru a termina, am rămas cu următoarele: nu este o tehnologie nedovedită și, prin urmare, nu vorbim despre ceva din science fiction.
