- Chiplet memecahkan sistem yang kompleks kepada blok berfungsi yang lebih kecil, meningkatkan pembuatan.
- Mereka membenarkan skalabiliti dan fleksibiliti yang lebih besar dengan menggabungkan nod pembuatan yang berbeza dalam sistem yang sama.
- Syarikat seperti AMD mendahului pendekatan ini dalam CPU dan GPU mereka, mengatasi cabaran reka bentuk monolitik.
Teknologi chiplet merevolusikan reka bentuk dan pembuatan pemproses dan komponen elektronik. Tetapi apakah sebenarnya chiplet? Mengapa mereka menetapkan trend penting dalam sektor teknologi? Dalam baris berikut, kami akan menyelami dunia chiplet yang menarik, meneroka asal usul, faedah, batasan dan cara ia mengubah industri seperti pemproses, GPU dan seterusnya.
Sejak penggunaan awal mereka, ciplet telah berubah daripada sekadar alat teknikal yang kurang dikenali kepada menjadi tonggak asas reka bentuk perkakasan canggih. Syarikat seperti AMD , Intel dan baru-baru ini pemain industri lain telah mula meneroka kemungkinan yang ditawarkan oleh blok binaan modular ini. Di sini anda akan menemui semua yang anda perlu tahu, dijelaskan dengan jelas dan terperinci.
Apa itu chiplet?
Ciplet pada asasnya merupakan sekeping atau blok litar bersepadu yang membentuk sebahagian daripada sistem yang lebih besar dengan berfungsi bersama-sama dengan ciplet lain. Daripada mereka bentuk keseluruhan pemproses atau GPU sebagai cip monolitik tunggal , pengeluar membahagikan reka bentuk kepada beberapa ciplet yang lebih kecil yang saling berkaitan untuk membentuk sistem yang lengkap. Pendekatan modular ini memudahkan reka bentuk , mengurangkan kos dan meningkatkan kebolehskalaan.
Konsep ini bukanlah sesuatu yang baharu sepenuhnya , kerana modul berbilang cip (MCM) telah wujud selama beberapa dekad. Walau bagaimanapun, inovasi ciplet terletak pada fleksibilitinya: setiap cip boleh dihasilkan pada nod yang berbeza, membolehkan pengoptimuman kos dan prestasi yang lebih berkesan .
Motivasi di sebalik penggunaan chiplet
Penggunaan ciplet timbul terutamanya sebagai penyelesaian kepada cabaran reka bentuk dan pembuatan cip yang semakin kompleks . Pembuatan cip monolitik melibatkan kebarangkalian kecacatan yang lebih tinggi, kos yang lebih tinggi dan cabaran kebolehskalaan . Contohnya, dengan membahagikan sistem kepada ciplet yang lebih kecil, prestasi pada wafer silikon boleh dipertingkatkan , sekali gus meningkatkan bilangan cip yang boleh digunakan yang diperolehi.
Bayangkan wafer silikon: apabila cip monolitik yang besar dihasilkan, sebarang kecacatan di kawasannya akan menjejaskan fungsi keseluruhan cip. Dengan membahagikan reka bentuk kepada cip kecil yang lebih kecil, kecacatan mempunyai impak yang kurang kerana ia terhad kepada sebahagian kecil daripada keseluruhan sistem, sekali gus mengurangkan pembaziran.
Kelebihan utama chiplet
- Pengurangan kos: Menghasilkan chiplet yang lebih kecil meningkatkan bilangan unit berguna bagi setiap wafer, yang Mengurangkan kos setiap cip berfungsi.
- Skalabiliti: Chiplet membolehkan penciptaan sistem modular, menjadikannya mudah untuk menambah yang baharu. teras atau fungsi mengikut keperluan.
- Fleksibiliti dalam pembuatan nod: Setiap ciplet boleh dihasilkan menggunakan proses yang berbeza (cth. teras pemprosesan 7nm dan pengawal 14nm), mengoptimumkan kos dan prestasi.
- Kepantasan dalam pembangunan: Menggunakan semula chiplet yang telah direka bentuk mempercepatkan penciptaan produk generasi baru.
Contoh praktikal reka bentuk berasaskan chiplet
Satu contoh utama ialah siri pemproses AMD Ryzen . Bermula dengan generasi ketiga (Ryzen 3000), AMD menggunakan pendekatan ciplet, di mana teras pemprosesan (CCD) dihasilkan pada 7nm, manakala cip input/output (IOD) menggunakan nod pembuatan 12nm yang lebih menjimatkan. Reka bentuk ini dikekalkan dalam generasi Ryzen 5000 dan 7000, membolehkan AMD mengatasi banyak cabaran cip monolitik.
Satu lagi contoh yang relevan ialah GPU AMD Radeon RX 7000 , yang melaksanakan reka bentuk berasaskan ciplet untuk memori dan cache , membebaskan ruang dalam teras grafik utama dan mengurangkan kerumitan reka bentuk keseluruhan.
Perbezaan antara chiplet dan MCM
Adalah penting untuk tidak mengelirukan ciplet dengan modul berbilang cip (MCM) yang dinyatakan di atas. Walaupun kedua-duanya mengumpulkan berbilang cip ke dalam satu pakej, ciplet merujuk kepada blok fungsian tertentu yang berfungsi bersama sebagai sistem bersepadu. Sebaliknya, MCM hanya mengumpulkan beberapa cip tanpa kohesi fungsian yang sama yang ditawarkan oleh ciplet.
Contohnya, pemproses dengan reka bentuk MCM mungkin merangkumi beberapa teras dan memori, tetapi tanpa pengoptimuman khusus yang membolehkan ciplet berfungsi dengan lebih cekap dan berskala.
Had dan cabaran chiplet
Reka bentuk berasaskan ciplet mempunyai kelemahannya. Pendekatan ini juga membentangkan beberapa cabaran teknikal yang ketara :
- Latensi: Komunikasi antara chiplet menambah latensi tambahan, yang boleh kesan prestasi dalam aplikasi sensitif masa tindak balas.
- Kerumitan interposer: Interposers, yang bertindak sebagai perantara antara chiplet, mesti direka bentuk untuk mengendalikan berbilang sambungan dengan cekap, yang menambah kerumitan dan kos.
- Penggunaan tenaga: Sambungan antara chiplet boleh meningkatkan penggunaan tenaga, terutamanya jika tidak dioptimumkan dengan betul.
- Piawaian: Kekurangan penyeragaman dalam antara muka komunikasi boleh menyukarkan untuk mengintegrasikan chiplet daripada pengeluar yang berbeza.
Masa depan chiplet
Masa depan ciplet kelihatan cerah, terutamanya dengan penggunaan piawaian interkoneksi seperti UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express) , yang akan membolehkan ciplet daripada pengeluar yang berbeza digabungkan dalam satu sistem . Ini akan membuka pintu kepada penyelesaian yang lebih heterogen dan kolaboratif, di mana syarikat khusus boleh menyumbang komponen mereka sendiri kepada ekosistem global.
Senario masa depan yang mungkin boleh merangkumi sistem dengan CPU daripada satu pengeluar, GPU daripada yang lain dan pemecut khusus daripada pihak ketiga, semuanya saling berkaitan dengan cekap terima kasih kepada standard terbuka.
Teknologi ciplet akan kekal. Keupayaannya untuk mengatasi batasan teknikal, mengurangkan kos dan menawarkan penyelesaian berskala sedang mengubah landskap semikonduktor. Dengan syarikat seperti AMD, Intel dan Nvidia menerajui, dan dengan kemunculan piawaian interkoneksi , penggunaan ciplet akan berkembang melangkaui pemproses dan GPU untuk menangani aplikasi baharu dalam sektor seperti automotif, kecerdasan buatan dan pengkomputeran awan. Walaupun bukan tanpa cabaran, ciplet mewakili pendekatan modular yang mentakrifkan semula cara kita mereka bentuk dan mengeluarkan komponen elektronik.
