- Lustai suskaido sudėtingą sistemą į mažesnius funkcinius blokus, pagerindami gamybą.
- Jie suteikia didesnį mastelį ir lankstumą derinant skirtingus gamybos mazgus toje pačioje sistemoje.
- Tokios įmonės kaip AMD pirmauja taikydamos šį metodą savo procesoriuose ir GPU, įveikdamos monolitinio dizaino iššūkius.
Chiplet technologija keičia procesorių ir elektroninių komponentų projektavimą ir gamybą. Bet kas iš tikrųjų yra chiplets? Kodėl jie nustato tokią svarbią tendenciją technologijų sektoriuje? Tolesnėse eilutėse pasinersime į žavų mikroschemų pasaulį, tyrinėsime jų kilmę, naudą, apribojimus ir tai, kaip jie keičia tokias pramonės šakas kaip procesoriai, GPU ir ne tik.
Nuo pat pradžių, kai mikroschemos buvo naudojamos, jos iš mažai žinomos techninės priemonės tapo esminiu pažangios aparatinės įrangos projektavimo ramsčiu. Tokios įmonės kaip AMD , „Intel“ ir pastaruoju metu kiti pramonės atstovai pradėjo tyrinėti šių modulinių konstrukcinių blokų teikiamas galimybes. Čia rasite viską, ką reikia žinoti, aiškiai ir išsamiai paaiškintą.
Kas yra chipletas?
Lustinė plokštelė iš esmės yra integrinės grandinės dalis arba blokas, kuris, veikdamas kartu su kitomis lustinėmis plokštelėmis, yra didesnės sistemos dalis. Užuot projektavę visą procesorių arba GPU kaip vieną monolitinę lustą , gamintojai padalija dizainą į keletą mažesnių lustinių plokštelių, kurios sujungtos ir sudaro visą sistemą. Toks modulinis požiūris supaprastina dizainą , sumažina sąnaudas ir pagerina mastelio keitimą.
Ši koncepcija nėra visiškai nauja , nes daugialusčiai moduliai (MCM) egzistuoja jau dešimtmečius. Tačiau lustų inovacija slypi jų lankstume: kiekvienas lustas gali būti gaminamas skirtinguose mazguose, o tai leidžia daug efektyviau optimizuoti sąnaudas ir našumą .
Mikroschemų naudojimo motyvacija
Lustų naudojimas pirmiausia kyla kaip sprendimas vis sudėtingesniems lustų projektavimo ir gamybos iššūkiams . Monolitinio lusto gamyba yra susijusi su didesne defektų tikimybe, didesnėmis sąnaudomis ir mastelio keitimo iššūkiais . Pavyzdžiui, padalijus sistemą į mažesnius lustus, galima pagerinti silicio plokštelių našumą , padidinant gaunamų tinkamų naudoti lustų skaičių.
Įsivaizduokite silicio plokštelę: kai pagaminamas didelis monolitinis lustas, bet koks jo srities defektas paveikia viso lusto funkcionalumą. Padalijus projektą į mažesnes mikroschemas, defektai turi mažesnį poveikį, nes jie apsiriboja nedidele visos sistemos dalimi, taip sumažinant atliekas.
Pagrindiniai mikroschemų privalumai
- Kainos sumažinimas: Gaminant mažesnes mikroschemas didėja naudingų vienetų skaičius viename vafelyje, kuris Sumažina vienos funkcinės lusto kainą.
- Mastelio keitimas: Chipletai leidžia kurti modulines sistemas, todėl lengva pridėti naujų. branduoliai arba funkcijos pagal poreikį.
- Lankstumas gamybos mazguose: Kiekviena mikroschema gali būti pagaminta naudojant skirtingus procesus (pvz., 7 nm apdorojimo šerdys ir 14 nm valdikliai), optimizuoti išlaidas ir našumą.
- Plėtros greitis: Pakartotinis jau sukurtų mikroschemų naudojimas pagreitina naujų kartų gaminių kūrimą.
Praktiniai mikroschemų projektavimo pavyzdžiai
Puikus pavyzdys yra AMD „Ryzen“ procesorių serija . Pradėjusi nuo trečiosios kartos („Ryzen 3000“), AMD pradėjo naudoti lustų gamybos metodą, kai apdorojimo branduoliai (CCD) buvo gaminami naudojant 7 nm technologiją, o įvesties / išvesties (IOD) lustas naudojo ekonomiškesnį 12 nm gamybos mazgą. Šis dizainas buvo išlaikytas „Ryzen 5000“ ir „7000“ kartose, todėl AMD įveikė daugelį monolitinių lustų iššūkių.
Kitas svarbus pavyzdys yra AMD „Radeon RX 7000“ vaizdo plokštės , kurios atminties ir talpyklos dizainui naudoja lustų pagrindu sukurtą technologiją , atlaisvindamos vietą pagrindiniame grafikos branduolyje ir sumažindamos bendrą dizaino sudėtingumą.
Skirtumai tarp mikroschemų ir MCM
Svarbu nepainioti mikroschemų su minėtais daugialuščiais moduliais (MCM). Nors abu sugrupuoja kelis lustus į vieną korpusą, mikroschemos reiškia konkrečius funkcinius blokus, kurie veikia kartu kaip integruota sistema. Priešingai, MCM tiesiog sugrupuoja kelis lustus be tokios funkcinės sanglaudos, kokią siūlo mikroschemos.
Pavyzdžiui, procesorius su MCM dizainu gali turėti kelis branduolius ir atmintį, tačiau be specifinio optimizavimo, kurį mikroschemų rinkiniai leidžia atlikti efektyviau ir lengviau pritaikomi.
Mikroschemų apribojimai ir iššūkiai
Lustų pagrindu sukurtas dizainas turi ir trūkumų. Šis metodas taip pat kelia didelių techninių iššūkių :
- Vėlavimas: Ryšys tarp mikroschemų prideda papildomų delsų, kurios gali turi įtakos atsako laikui jautrių programų veikimui.
- Interposer sudėtingumas: Interposeriai, kurie veikia kaip tarpininkai tarp mikroschemų, turi būti suprojektuoti taip efektyviai valdyti kelias jungtis, o tai padidina sudėtingumą ir padidina išlaidas.
- Energijos suvartojimas: Sujungimas tarp mikroschemų gali padidinti energijos suvartojimą, ypač jei netinkamai optimizuotas.
- Standartai: Ryšio sąsajų standartizacijos trūkumas gali apsunkina skirtingų gamintojų mikroschemų integravimą.
Mikroschemų ateitis
Lustų ateitis atrodo daug žadanti, ypač priėmus tokius sujungimo standartus kaip UCIe („Universal Chiplet Interconnect Express“) , kurie leis skirtingų gamintojų lustus sujungti į vieną sistemą . Tai atvers duris įvairesniems ir bendradarbiavimu grindžiamiems sprendimams, kai specializuotos įmonės galės prisidėti prie pasaulinės ekosistemos savo komponentais.
Galimas ateities scenarijus gali apimti sistemas su vieno gamintojo CPU, kito GPU ir trečiosios šalies specifiniais greitintuvais, kurie visi yra efektyviai sujungti dėl atvirų standartų.
Lustų technologija niekur nedings. Jos gebėjimas įveikti techninius apribojimus, sumažinti sąnaudas ir pasiūlyti keičiamo mastelio sprendimus keičia puslaidininkių aplinką. Pirmaujant tokioms įmonėms kaip AMD, „Intel“ ir „Nvidia“ bei atsirandant sujungimo standartams , lustų naudojimas išsiplės ne tik procesoriams ir GPU, bet ir bus naudojamas naujose srityse, tokiose kaip automobilių pramonė, dirbtinis intelektas ir debesų kompiuterija. Nors ir ne be iššūkių, lustų technologija yra modulinis požiūris, kuris iš naujo apibrėžia elektroninių komponentų projektavimo ir gamybos būdus.
