Об авторе
Марк Пейпермастер - технический директор и исполнительный вице-президент AMD.
Более пяти десятилетий закон Мура стимулировал развитие инноваций в полупроводниковой промышленности, двигая ИТ-пространство от настольных компьютеров и ноутбуков до компьютеров и облачных вычислений. и Интернет вещей.
Каждые 18–24 месяца количество транзисторов на единицу площади в наших кремниевых чипах удваивается. Это снизило затраты и улучшило производительность и энергопотребление последующих поколений микросхем. По мере того, как микрочипы стали более компактными, они также открыли путь для более тонких вычислительных факторов, включая ультратонкие мобильные телефоны, планшеты и ноутбуки.
Закон Мура замедляется, и теперь стало труднее, чем когда-либо, вносить улучшения каждые 18–24 месяца. Уменьшение размеров - серьезная проблема, и требуется больше времени, чтобы открыть новые производственные технологии, которые позволяют непрерывно миниатюризировать кремний.
С точки зрения отрасли, эта стагнация действительно делает упор на инновации. Подход к проектированию процессора должен заполнить пробелы, чтобы усовершенствовать продукт в соответствии с традиционным законом Мура.
Подход Чиплета
Нам нужен новый подход к проектированию процессоров, чтобы распространить исторические достижения последних нескольких десятилетий на следующие несколько десятилетий. Одним из проверенных решений является подход с использованием чиплетов, при котором вы создаете единый процессор, используя несколько различных чиплетов, и соединяете их по схеме межсоединения «умирает в смерть». Чиплеты позволяют гибко собирать ядра ввода-вывода, памяти и процессора быстрее и дешевле. Многие игроки отрасли переходят на этот модульный подход к проектированию.
Если подход к проектированию предусматривает модульную архитектуру, то сложные в изготовлении части конструкции можно анализировать в небольших штампах. Благодаря небольшому кристаллу мы получаем более высокую пропускную способность и больше микросхем на порцию, что еще больше снизит производственные затраты и повысит эффективность производства.
Несколько важных факторов делают архитектуру чиплета привлекательной:
- Продукт должен обладать высокими характеристиками текучести, поэтому стоимость нескольких матриц меньшего размера в упаковке значительно ниже, чем у традиционных монолитных конструкций.
- Должен быть значительный IP-компонент аналогового / смешанного сигнала, для которого не используются передовые технологии,
- Продукт должен извлекать выгоду из гибкости, обеспечиваемой изменением количества зажимов в ассортименте продукции. Например, AMD продает одну, две или четыре версии нашей архитектуры Zen на процессорах AMD Ryzen ™, Ryzen ™ Threadripper ™ и EPYC.
Прыжок на 7 нм
7 нм - важный шаг в стратегии чиплетов. Небольшие 7-нм процессорные чипы не только эффективны и экономичны, но и обеспечивают беспрецедентную конфигурируемость с точки зрения стоимости и мощности продукта за счет подачи переменного количества в зависимости от потребностей рыночного сегмента.
Другое очевидное преимущество заключается в том, что объединяя всю память и интерфейсы ввода-вывода на монолитной микросхеме ввода-вывода, компании могут повысить производительность за счет сокращения средних задержек для памяти и ввода-вывода. В компьютерных системах, таких как серверы. Где мощность и производительность полностью преобладают ядра ЦП и кеши, важно использовать 7-нм IP-адрес.
Полученные преимущества для конечного пользователя включают улучшенную производительность, более низкое энергопотребление, улучшенную задержку памяти и тактовую частоту.
Умный подход - новое направление в полупроводниковой промышленности. Прогресс в архитектурных характеристиках, эффективности и гибкости, основанный на этой модульной стратегии, расширит преимущества закона Мура в будущем.
Кроме того, использование подхода чиплетов позволит новым инновациям в полупроводниковой промышленности удовлетворить спрос на постоянно растущую производительность обработки и специализированные вычислительные задачи в таких областях, как искусственный интеллект, рендеринг и моделирование графики в реальном времени, а также суперкомпьютерные вычисления.
Марк Пейпермастер - технический директор и исполнительный вице-президент AMD.