Корейский технологический гигант представил публике новую технологию корпусирования микросхем под названием I-Cube4, сообщает портал businesskorea.
Это технология нового поколения, продолжение линейки Cube, которая призвана повысить конкурентоспособность южнокорейского производителя на рынке контрактного производства микросхем. Сейчас основным конкурентом Samsung на этом рынке является тайваньская компания TSMC. В правлении Samsung надеются, что технология i-Cube4 увеличит их долю за счет использования собственной разработки.
I-Cube4 — технология гетерогенной интеграции. С ее помощью несколько логических кристаллов, таких как CPU или GPU, размещаются вместе с несколькими кристаллами памяти HBM поверх переходного кремниевого кристалла, который связывает всю конструкцию вместе. Благодаря такой компоновке весь продукт можно рассматривать как единое целое.
Вся технология — продолжение инженерной идеи о том, что память и ее потребитель должны быть расположены как можно ближе к друг другу, чтобы снизить инпутлаг и энергопотери при обращении к ней через многочисленных посредников. Активнее всего подобная компоновка сейчас используется в видеокартах, где кристалл GPU и память распаивается в пределах одной платы текстолита. И если раньше память размещали просто «рядом», минуя работу с RAM, то теперь современные видеокарты используют компоновку с HBM на одной подложке с GPU:
Ожидается, что технология I-Cube4 сможет обеспечить лучший уровень энергоэффективности по сравнению с имеющимися на рынке решениями, что актуально для носимой электроники, смартфонов, ноутбуков и, в том числе, в промышленных проектах. Кроме того, Samsung видит использование I-Cube4 и в высокопроизводительных вычислениях, где инженеры и ученые борются за каждый лишний такт или ватт тепловыделения. I-Cube4 за счет оптимизации энергопотребления и нагрева чипа может обеспечить рост таких сфер, как облачные вычисления, высокопроизводительные вычисления (HPC), обучение нейросетей и приложений искусственного интеллекта, 5G и обработка данных.
Единственным серьезным недостатком технологии является ее слабая масштабируемость в плане площади чипа. В I-Cube4 кремниевая подложка, на которой размещается кристалл и память, слишком тонка, чтобы все изделие было достаточно прочным в крупном масштабе. Толщина кремниевой подложки составляет всего 100 мкм. То есть с пропорциональным ростом количества логических кристаллов и чипов высокоскоростной памяти также растет и риск деформации подложки под воздействием их веса или выделяемого тепла.
checkpoint
Хотелось бы понять за счет достигается «повышенная энергоэффективность». Количество транзисторов на единицу площади возрастает, теплобмен остается тот же (излучаемая поверхность не изменяется). Куда деваются излишки тепла?
Serge78rus
Повышение энергоэффективности достигается уменьшением длинны высокоскоростных линий связи между процессором и памятью. Чем короче линия связи, тем меньше ее паразитная емкость, которую надо перезаряжать при каждом изменении логического уровня на линии.
checkpoint
Понятно, спасибо. Тем не менее, количество выделемого тепла все равно увеличивается с увеличением числа транзисторов, не ясно как отводить тепло от таких мисросхем. В зарубежной прессе пишут, что наука упёрлась не в размер транзисторов, который все еще можно уменьшать, а в тепловую стену (power wall) — возможность эффективно отводить тепло от растущего количества транзисторов.
EmmGold
давным давно читал на хабре про идею пропускать жидкий теплоноситель через чип, через специальные каналы внутри кристалла.
abutorin
Идея "очевидная", но имеет недостатки. Самые очевидные из них:
Канал может засорится
Если каналов несколько, нужно обеспечивать более мене одинаковый ток вних
Нужно обеспечивать гермитичность подключения системы охрлаждения
SleepingLion
IBM такое, кажется, уже делали.
Brak0del
Память HBM — это DRAM, она на конденсаторах, а те кушают меньше чем транзисторы. У Xilinx есть неплохая whitepaper, где они объясняют, зачем им HBM и на чём там экономия выходит, в частности, там есть табличка на с. 3 из которой следует, что 16ГБ HBM потребляет порядка 1 Вт.
nkie
В кремниевом интерпоузере нет транзисторов. Там только проводники. Это типа подложки (substrate) только в кремнии.
raamid
Еще, чем короче связи, тем более низкое напряжение можно использовать при той же частоте или бОльшую частоту при том же напряжении. В идеале, когда память и процессор работают на одной и той же частоте и напряжении. На практике этого конечно не будет, но даже приближение этих параметров дает выигрыш в производительности или энергоэффективности.
count_enable
Линии передачи данных короче -> ёмкости проводников меньше -> токи ниже. За счёт этого буфера входов-выходов микросхемы потребляют значительно меньше энергии, и рассеивают тепла тоже меньше.