Появление интегральных схем 2.5DIC двух с половиной размеров принесло с собой так называемые кремниевые промежуточные вставки для связи различных элементов, входящих в их состав. Из-за их высокой стоимости и сложности они стали узким местом для массового внедрения схем этого типа. Кремниевые мосты - альтернатива, которая обещает решить эти проблемы.
Самая большая проблема в системе, состоящей из нескольких разных процессоров, - это связь. Однако есть приложения, в которых мощность, необходимая для оборудования, не позволяет разместить архитектуру на одном кристалле, и приходится рисовать более сложную композицию, наиболее распространенной из которых является то, что мы называем схемой 2.5DIC.
Проблема с кремниевыми вставками
Из-за сложности требуемых коммуникаций и необходимости экономии на передаче данных требуется использование сложных коммуникационных интерфейсов. Самый распространенный трюк? Использование вертикально расположенных кремниевых каналов, идущих от переходника и через микросхемы вертикально. Это позволяет увеличить количество соединений и заставить каждое из них работать с низкой тактовой частотой, что чрезвычайно важно, поскольку энергопотребление растет экспоненциально с увеличением тактовой частоты.
Проблема с кремниевыми переходниками в том, что они очень дорогие из-за размера переходника, поскольку на самом деле это не что иное, как микросхема, на которой установлены остальные микросхемы, а также должна быть большой. Таким образом, размер переходника ограничен сеткой производственных узлов. При современных технологиях максимальный размер кремниевого переходника составляет 30 x 30 мм, поэтому микросхемы, как память, так и процессоры, должны быть меньше, чем переходник, на котором они установлены. .
Все эти ограничения означают, что в течение нескольких лет была разработана альтернатива в виде так называемых кремниевых мостов, которые были приняты обеими сторонами. Intel и AMD для их нынешних и будущих проектов 2.5DIC.
Что такое силиконовые мосты?
Кремниевые мосты, силиконовые мосты на английском языке, не технология будущего , поскольку мы уже видели их в выпущенных продуктах. Поскольку EMIB и Intel используют эту технологию для связи различных микросхем друг с другом в своих конструкциях, основанных на интегральных схемах двух с половиной размеров.
Преимущество кремниевых мостов в том, что они не использовать для связи весь интерпозер , но вместо этого создайте канал связи между двумя чипами, которые обмениваются данными, который расположен на подложке обоих чипов. То, что на первый взгляд может показаться посредником, но необходимое количество кремния для связи различных чипов на самом деле намного меньше.
Кроме того, кремниевые мосты предоставляют свободу при соединении различных микросхем вместе, создатели не ограничены размером переходника, и в переходнике отсутствуют накладные расходы на межсоединение, поскольку есть элементы, которые они не используют для связи. каждый. Таким образом, это гораздо более дешевое решение, которое приближает проекты 2.5DIC к домашнему рынку и, следовательно, за пределами высокопроизводительных вычислений.
Как работают силиконовые мосты?
Одна из особенностей кремниевых мостиков заключается в том, что они не используют кремниевые или TSV-пути для взаимодействуют с микросхемой, что значительно снижает затраты, поскольку нет необходимости создавать серию вертикальных путей, пересекающих всю микросхему сверху вниз. Проблема с использованием кремниевых путей заключается в том, что они столь же сложны, как и строительство здания. И как только оно будет построено, скажите, что вам нужно провести сеть труб через середину, что технически означает, что вам придется бросить здание на землю и сделать это снова.
Как и в случае с TSV кремниевых переходников, кремниевые мосты также взаимодействуют по вертикали, но это взаимодействие осуществляется по мосту, который находится между обоими микросхемами и обеспечивает достаточную полосу пропускания для связи. Например, Intel с запуском своей технологии EMIB первого поколения смогла связаться с AMD GPU / ГРАФИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССОР с памятью HBM с использованием одного из кремниевых мостов в Kaby Lake-G.
Кто это принимает?
И Intel, и AMD применяют кремниевые мосты в разработке будущих продуктов, хотя, как мы уже упоминали, Intel уже приняла их, в частности, это был совместный проект с AMD. Мы имеем в виду каньон Аида и то, как ЦП и GPU были связаны друг с другом через кремниевый мост.
Продукт не был очень успешным, но Intel все это время разрабатывала свою технологию кремниевых мостов, EMIB, и превратила ее в способ соединения различных плиток, которые они называют чиплетами, в конструкциях, многие из которых еще не созданы. выпущенный Графические процессоры Intel Xe-HP , А также будущий процессор Intel Meteor Lake . Мы надеемся, что они появятся на рынке к 2023 году.
В случае AMD, с другой стороны, внедрение кремниевых мостов будет затруднено. замечено в RDNA 3 , ссылка на которую у нас есть благодаря серии патентов AMD, в которых описывается игровой графический процессор, состоящий из нескольких чиплетов графического процессора. Которые воспринимаются операционной системой, как если бы они были одним графическим процессором. Интересно, что для ряда графических процессоров MCM на базе CDNA 2 AMD использует общий преобразователь, но следует отметить, что на рынке высокопроизводительных вычислений есть затраты, которые могут нести TSV и использование кремниевых преобразователей.
В целом ожидается, что в ближайшие годы кремниевые мосты будут приняты разными производителями, которые хотят создавать решения 2.5DIC для внутреннего рынка, чего мы ждали годами, и это будет одним из элементов, которые будут решить проблему роста затрат на конец закона Мура. Но на данный момент и в заключение остается следующее: это не бездоказательная технология, и поэтому мы не говорим о чем-то из научной фантастики.
