2号站官方登录平台:英特尔透露3D芯片细节:能堆千亿晶体管计划2023上市

来源:本站日期:2022-08-30 浏览:8

  2号站官方登录平台:英特尔透露3D芯片细节:能堆千亿晶体管计划2023上市3D 堆叠芯片是英特尔挑战摩尔定律的新方向,它可以将芯片中的逻辑组件堆叠起来,大幅提升 CPU、GPU 及 AI 处理器的密度。在芯片制程工艺接近停滞的今天,或许只有这种方法才能继续提高性能。

  最近有传言称,英特尔的 Meteor Lake 将推迟上市,因为英特尔的 GPU tile/chiplet 需要从 TSMC 3nm 节点切换到 5nm 节点。尽管英特尔仍未分享有关它将用于 GPU 的特定节点的信息,但公司代表表示,GPU 组件的计划节点没有改变,处理器有望在 2023 年按时发布。

  值得注意的是,这一次英特尔将只生产用于构建其 Meteor Lake 芯片的四种组件中的一种(CPU 部分)——台积电将生产另外三种。业内消息人士指出,GPU tile 是 TSMC N5(5nm 制程)。

  英特尔分享了 Meteor Lake 处理器的最新图片,它将使用 Intel 4 进程节点(7nm 制程),首先投放市场的将是一款移动处理器,具有六个大核跟两个小核。虽然英特尔尚未证实,但该配置被认为分别是 Redwood Cove 和 Crestmont 架构。Meteor Lake 和 Arrow Lake 芯片覆盖移动和台式 PC 市场的需求,而 Lunar Lake 将用于轻薄笔记本,覆盖功率 15W 及以下的市场。

  封装和互连的进步正在迅速改变现代处理器的面貌。两者现在都与底层工艺节点技术一样重要——并且可以说在某些方面更加重要。

  英特尔透露,它将把四个 Meteor Lake 小芯片(在英特尔的语境称为「瓦片 / tile」)放置在无源 Foveros 中介层 / 基础 tile 的顶部。小芯片和中介层通过 TSV 连接连在一起,中介层没有任何逻辑。Meteor Lake 中的基础 tile 与 Lakefield 中的不同,后者某种意义上可视为 SoC。3D Foveros 封装技术还支持有源中介层。英特尔表示,它使用低成本和低功耗优化的 22FFL 工艺(与 Lakefield 相同)制造 Foveros 中介层。英特尔还为其代工服务提供了此节点的更新「Intel 16」变体,但尚不清楚英特尔将使用哪个版本的 Meteor Lake 基础 tile。

  英特尔将在此中介层上安装使用 Intel 4 进程的计算模块、I/O 块、SoC 块和图形块(tGPU)。所有这些单元都是英特尔设计并采用英特尔架构,但台积电将代工其中的 I/O、SoC 和 GPU 块。这意味着英特尔将只生产 CPU 和 Foveros 模块。

  业内人士透漏,I/O die 和 SoC 是在台积电 N6 制程上制造的,而 tGPU 使用的是台积电 N5。(值得注意的是,英特尔将 I/O tile 称为「I/O Expander」,即 IOE)

  Foveros 使用 36 微米的凸块间距(互连密度的关键测量值),这是对 Lakefield 使用的 55 微米间距的改进。Foveros 路线 微米间距。英特尔表示,理论上未来甚至可以使用混合键合互连(HBI)来达到 1 微米的凸块间距。

  成本一直是 3D 封装芯片面临的重要的问题之一,而 Foveros 将是英特尔凭借其领先封装技术首次大批量生产。不过英特尔却表示,采用 3D Foveros 封装生产的芯片与标准芯片设计相比具有极强的价格竞争力——在某些情况下甚至可能更便宜。

  英特尔将 Foveros 芯片设计为尽可能低成本,并且仍能实现公司提出的性能目标——它是 Meteor Lake 封装中最便宜的芯片。英特尔尚未共享 Foveros 互连 / 基础 tile 的速度,但表示这些组件可以在无源配置中在「几 GHz」上运行(该声明暗示英特尔已在开发的中介层存在有源版本)。因此,Foveros 不需要设计者对带宽或延迟限制妥协。

  英特尔还希望该设计在性能和成本方面都能很好地扩展,这意味着它可以为其他细分市场提供特化设计,或高性能版变体。

  由于硅芯片工艺接近极限,每个晶体管的先进节点成本正呈指数级增长。而为较小的节点设计新的 IP 模块(如 I/O 接口)并不能为投资带来太多回报。因此,在「足够好」的现有节点上重新使用非关键 tile/chiplet 可以节省时间、成本和开发资源,更不用说简化测试过程了。

  对于单体芯片,英特尔必须连续测试不同的芯片元素,例如内存或 PCIe 接口,这可能是一个耗时的过程。相比之下,芯片制造商也可以同时测试小芯片以节省时间。Foveros 在为特定 TDP 范围设计芯片方面也具有优势,因为设计者可以根据设计需要定制不同的小芯片。

  这些观点中的大多数听起来很熟悉,它们都是 AMD 在 2017 年走上 chiplet 之路的相同因素。AMD 并不是第一个使用基于小芯片的设计的公司,但它是首先使用这种设计理念量产现代芯片的大厂,英特尔在这方面似乎来的有点晚。不过,英特尔提出的 3D 封装技术远比 AMD 基于有机中介层的设计复杂得多,后者既有优点也有缺点。

  这种区别最终将会在芯片成品中体现,英特尔表示新款 3D 堆叠芯片 Meteor Lake 有望在 2023 年推出,Arrow Lake 和 Lunar Lake 将在 2024 年上市。

  英特尔还表示,Ponte Vecchio 超级计算机芯片将拥有超过 1000 亿个晶体管,这款芯片预计将成为世界最快超算 Aurora 的核心。

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