- Chiplets bryter et komplekst system i mindre funksjonelle blokker, og forbedrer produksjonen.
- De tillater større skalerbarhet og fleksibilitet ved å kombinere forskjellige produksjonsnoder i samme system.
- Selskaper som AMD leder an med denne tilnærmingen i sine CPUer og GPUer, og overvinner monolittiske designutfordringer.
Chiplet-teknologi revolusjonerer design og produksjon av prosessorer og elektroniske komponenter. Men hva er egentlig chiplets? Hvorfor setter de en så viktig trend i teknologisektoren? I de følgende linjene vil vi dykke inn i den fascinerende verdenen av chiplets, utforske deres opprinnelse, fordeler, begrensninger og hvordan de transformerer bransjer som prosessorer, GPUer og mer.
Siden de ble tatt i bruk har chiplets utviklet seg fra et lite kjent teknisk verktøy til en grunnleggende pilar for avansert maskinvaredesign. Selskaper liker AMD -prosessorer, Intel og mer nylig har andre aktører i sektoren begynt å utforske mulighetene som tilbys av disse modulære blokkene. Her finner du alt du trenger å vite, forklart klart og detaljert.
Hva er en chiplet?
En chiplet er i bunn og grunn en del eller blokk av en integrert krets som danner en del av et større system ved å fungere sammen med andre chiplets. I stedet for designe en hel prosessor eller GPU som en enkelt monolittisk brikkeProdusenter deler designet inn i flere mindre brikker som kobles sammen for å danne et komplett system. Denne modulære tilnærmingen forenkler designet, redusere kostnadene y Forbedrer skalerbarhet.
Dette konseptet er strengt tatt ikke nytt., siden multichip-moduler (MCM) har eksistert i flere tiår. Innovasjonen til chiplets ligger imidlertid i deres fleksibilitet: hvert stykke kan produseres i forskjellige noder, slik at Optimaliser kostnader og ytelse mye mer effektivt.
Motivasjon bak bruk av chiplets
Bruken av chiplets oppstår først og fremst som en løsning på utfordringer med chipdesign og produksjon stadig mer komplekst. Å produsere en monolittisk brikke innebærer en høyere sannsynlighet for defekter, høyere kostnader og skalerbarhetsutfordringer. For eksempel ved å dele et system i mindre chiplets er det mulig å forbedre ytelsen på silisiumskiver, noe som øker antallet nyttige sjetonger som kan produseres.
Se for deg en silisiumplate: Når en stor monolittisk brikke produseres, påvirker enhver defekt i området funksjonaliteten til hele brikken. Ved å dele opp designet i mindre brikker, har defekter mindre innvirkning fordi de er begrenset til en liten brøkdel av det totale systemet, dermed redusere avfall.
Viktige fordeler med chiplets
- Kostnadsreduksjon: Produksjon av mindre chiplets øker antallet nyttige enheter per wafer, som Reduserer kostnaden per funksjonell brikke.
- skalerbarhet: Chiplets gjør det mulig å lage modulære systemer, noe som gjør det enkelt å legge til nye. kjerner eller funksjonalitet etter behov.
- Fleksibilitet i produksjonsnoder: Hver brikke kan produseres ved hjelp av forskjellige prosesser (f.eks. 7nm prosesseringskjerner og 14nm kontrollere), optimalisere kostnader og ytelse.
- Hastighet i utvikling: Gjenbruk av allerede utformede chiplets akselererer etableringen av nye generasjoner av produkter.
Praktiske eksempler på chipletbasert design
En emblematisk sak er serien av prosessorer AMD Ryzen. Fra og med tredje generasjon (Ryzen 3000), tok AMD i bruk en brikketilnærming, der prosesseringskjernene (CCD) ble produsert ved 7nm, mens input/output-brikken (IOD) brukte en billigere 12nm produksjonsnode. Denne designen ble opprettholdt i Ryzen 5000- og 7000-generasjonene, noe som tillater AMD Overvinn mange av utfordringene med monolittiske sjetonger.
Et annet relevant eksempel er Radeon RX 7000 GPUer fra AMD, som implementerer en brikkebasert design for minne og hurtigbuffer, hva frigjør plass på hovedgrafikkjernen y reduserer den generelle designkompleksiteten.
Forskjeller mellom chiplets og MCM
Det er viktig å ikke forveksle chiplets med de nevnte multichip-modulene (MCM). Mens begge grupperer flere brikker i en enkelt pakke, refererer brikker til spesifikke funksjonsblokker som fungerer sammen som et integrert system. MCM-er, på den annen side, grupperer ganske enkelt flere brikker sammen uten samme funksjonelle kohesjon som brikker. tilbud.
For eksempel kan en prosessor med MCM-design inkludere flere kjerner og minne, men uten spesifikk optimalisering aktivert av chiplets å jobbe mer effektivt og skalerbart.
Begrensninger og utfordringer ved chiplets
Ikke alt er en fordel i chiplet-basert design. Denne tilnærmingen presenterer også noen betydelige tekniske utfordringer:
- Ventetid: Kommunikasjon mellom chiplets legger til ytterligere forsinkelser, noe som kan påvirke ytelsen i responstidssensitive applikasjoner.
- Interposer kompleksitet: Interposers, som fungerer som mellomledd mellom chiplets, må være utformet for å håndtere flere tilkoblinger effektivt, som legger til kompleksitet og kostnader.
- Consumo energético: Sammenkoblingen mellom chiplets kan øke energiforbruket, spesielt hvis den ikke er optimalisert riktig.
- Standarder: Mangel på standardisering i kommunikasjonsgrensesnitt kan gjør det vanskelig å integrere chiplets fra forskjellige produsenter.
Fremtiden til chiplets
Fremtiden til chiplets ser lovende ut, spesielt med innføringen av sammenkoblingsstandarder som f.eks UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express), som vil tillate kombinere chiplets fra forskjellige produsenter i ett enkelt system. Dette vil åpne for mer heterogene og samarbeidende løsninger, der spesialiserte selskaper vil kunne bidra med sine egne brikker til det globale økosystemet.
Et mulig fremtidig scenario kan inkludere systemer med CPUer fra én produsent, GPUer fra en annen, og spesifikke akseleratorer fra en tredjepart, alt effektivt sammenkoblet takket være åpne standarder.
Chiplet-teknologi er kommet for å bli. Deres evne til å overvinne tekniske begrensninger, redusere kostnader og tilby skalerbare løsninger forvandler halvlederlandskapet. Med selskaper som AMD og Intel y Nvidia leder an, og med fremveksten av sammenkoblingsstandarder, vil bruken av chiplets utvide seg utover prosessorer og GPUer for å adressere nye applikasjoner i sektorer som bilindustrien, kunstig intelligens og cloud computing. Selv om de ikke er uten utfordringer, representerer chiplets en modulær tilnærming som omdefinerer måten vi på Vi designer og produserer elektroniske komponenter.
