- 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 pirminio priėmimo mikroschemos iš mažai žinomo techninio įrankio tapo pagrindiniu pažangios aparatinės įrangos projektavimo ramsčiu. Įmonės mėgsta AMD procesoriai, "Intel" o visai neseniai kiti šio sektoriaus dalyviai pradėjo tyrinėti šių modulinių blokų teikiamas galimybes. Čia rasite viską, ką reikia žinoti, aiškiai ir išsamiai paaiškinti.
Kas yra chipletas?
Lustinė plokštelė iš esmės yra integrinės grandinės dalis arba blokas, kuris, veikdamas kartu su kitomis lustinėmis plokštelėmis, sudaro didesnės sistemos dalį. Vietoj to suprojektuoti visą procesorių arba GPU kaip vieną monolitinę mikroschemąGamintojai suskirsto dizainą į keletą mažesnių mikroschemų, kurios sujungiamos ir sudaro visą sistemą. Šis modulinis požiūris supaprastina dizainą, sumažinti išlaidas y Pagerina mastelio keitimą.
Ši koncepcija nėra visiškai nauja., nes kelių lustų moduliai (MCM) egzistuoja dešimtmečius. Tačiau mikroschemų naujovė yra jų lankstumas: kiekvienas gabalas gali būti gaminamas skirtinguose mazguose, todėl optimizuoti išlaidas ir našumą daug efektyviau.
Mikroschemų naudojimo motyvacija
Čipletų naudojimas pirmiausia kyla kaip sprendimas Lustų projektavimo ir gamybos iššūkiai vis sudėtingesnis. Monolitinio lusto gamyba reiškia didesnę defektų tikimybę, didesnes išlaidas ir mastelio keitimo iššūkiai. Pavyzdžiui, padalinus sistemą į mažesnes mikroschemas, galima pagerinti našumą ant silicio plokštelių, padidinant naudingų lustų, kuriuos galima pagaminti, skaičių.
Įsivaizduokite silicio plokštelę: pagaminus didelę monolitinę lustą, bet koks jos srities defektas turi įtakos visos lusto funkcionalumui. Padalijus dizainą į mažesnes mikroschemas, defektai turi mažesnį poveikį, nes jie apsiriboja nedidele visos sistemos dalimi, taip sumažinant atliekų kiekį.
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
Simbolinis atvejis yra procesorių serija AMD Ryzen. Pradedant nuo trečiosios kartos (Ryzen 3000), AMD pasirinko mikroschemų metodą, kai apdorojimo šerdys (CCD) buvo gaminamos 7 nm, o įvesties / išvesties lustas (IOD) naudojo pigesnį 12 nm gamybos mazgą. Šis dizainas buvo išlaikytas Ryzen 5000 ir 7000 kartose, leidžiant AMD Įveikti daugelį monolitinių lustų iššūkių.
Kitas aktualus pavyzdys yra Radeon RX 7000 GPU iš AMD, kuri įgyvendina lustų pagrindu sukurtą dizainą atmintis ir talpykla, ką atlaisvinkite vietos pagrindiniame grafikos branduolyje y sumažina bendrą dizaino sudėtingumą.
Skirtumai tarp mikroschemų ir MCM
Svarbu nepainioti mikroschemų su jau minėtais multichip moduliais (MCM). Nors abu sugrupuoja kelis lustus į vieną paketą, lustai nurodo konkrečius funkcinius blokus, kurie veikia kartu kaip integruota sistema. Kita vertus, MCM tiesiog sugrupuoja kelis lustus be tos pačios funkcinės sanglaudos kaip ir lustai. pasiūlymas.
Pavyzdžiui, procesorius su MCM konstrukcija gali turėti kelis branduolius ir atmintį, bet be jų specifinis optimizavimas, kurį įgalina mikroschemos dirbti efektyviau ir masteliu.
Mikroschemų apribojimai ir iššūkiai
Ne viskas yra mikroschemų pagrindu sukurto dizaino pranašumas. Šis požiūris taip pat pateikia kai kuriuos 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
Mikroschemų ateitis atrodo daug žadanti, ypač priėmus sujungimo standartus, tokius kaip UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express), kuris leis skirtingų gamintojų mikroschemų sujungimas vienoje sistemoje. Tai atvers duris įvairesniems ir bendradarbiavimo sprendimams, kai specializuotos įmonės galės prisidėti prie pasaulinės ekosistemos.
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.
Chiplet technologija yra čia, kad pasiliks. Jų gebėjimas įveikti techninius apribojimus, sumažinti išlaidas ir pasiūlyti keičiamo dydžio sprendimus keičia puslaidininkių aplinką. Su tokiomis įmonėmis kaip AMD ir Intel y nvidia pirmaujanti, ir atsiradus sujungimo standartailustai bus naudojami ne tik procesoriuose ir GPU, kad būtų galima naudoti naujas programas tokiuose sektoriuose kaip automobilių pramonė, dirbtinis intelektas ir debesų kompiuterija. Nors ne be iššūkių, mikroschemos yra modulinis požiūris, iš naujo apibrėžiantis mūsų būdą Projektuojame ir gaminame elektroninius komponentus.
