Только вчера мы разбирались, почему медиа твердят о потере Intel доминирующей позиции на рынке и как на компании отразится внедрение Amazon собственного серверного ARM-процессора, как представители технологического гиганта сделали очередной крупный анонс.
Компания Intel представила новую трехмерную архитектуру CPU под названием Foveros. Во второй половине 2019 года технологический гигант планирует поставить на рынок новый тип процессоров с шагом каждого слоя 10 нм и 22 нм соответственно.
Кликабельно
Почему этот анонс от Intel так важен? Производители оборудования и специалисты сферы уже давно говорят о замедлении темпов развития вычислительных средств и несоблюдении Закона Мура в сфере CPU. Одна из причин — использование однослойной архитектуры и постоянное стремление одновременно уменьшить площадь чипа, при этом увеличив количество транзисторов на квадратный миллиметр. При этом переход на трехмерную архитектуру не только решает часть вопросов с дальнейшим увеличением вычислительной мощности, но и открывает нам путь к созданию полноценных чиплетов.
Термин чиплет появился не так давно и, если говорить простым языком, обозначает комбинированный микрочип, который включает в себя ядра CPU, GPU, порты передачи данных и память. Подобная компановка является достаточно перспективной, так как позволяет полностью отказаться от печатных плат в качестве посредников между основными устройствами компьютера.
Нужно это потому что именно печатные платы являются сейчас «узким» местом всей архитектуры ПК или сервера, так как значительно замедляют скорость обмена данными между устройствами из-за большего сопротивления. О технологии чиплетов и их преимуществе можно почитать вот в этой работе.
Система из нескольких вычислительных слоев уже давным-давно используется в производстве оперативной памяти. Еще в 90-х года существовали 4 и 6-слойные чипы памяти, в которых было два рабочих слоя с ячейками для хранения заряда (бита), а остальные служили разделителями между рабочими зонами. По факту же, RAM не является чиплетом, так как мы имеем дело просто с компоновкой структуры, а не со сложным устройством, включающем в себя несколько разных модулей.
Схема компоновки Foveros от Intel
Почему Intel использует технологию 22 нм на одном из слое своего нового процессора? Если CPU транзисторы достаточно хорошо масштабируются, что позволяет нам постоянно уменьшать шаг техпроцесса, то с минимизацией, например, портов ввода-вывода, дела обстоят намного хуже. Именно поэтому начинка 10 нм вынесена на отдельный слой, а прочие элементы, требующие другого шага, унесены на второй слой в 22 нм.
Кроме этого, многослойная архитектура подразумевает увеличение стоимости производства, и если на одном из слоев можно сэкономить, используя более старый и крупный техпроцесс без фатальных потерь производительности, Intel это сделает.
Компания AMD тоже поглядывала в сторону чиплетной архитектуры, но пока дошла только до анонса серверного CPU с техпроцессом 7 нм и подложкой Fabrics с шагом 14 нм.
Фото продукта с презентации
Такая конфигурация была названа «Chiplet Design». И хотя представители компании называли это «чиплетной» архитектурой, но так видно на презентации, разные элементы серверного CPU разнесены по разным частям подложки, то есть многослойности нет. Но даже подобная компоновка вселяет некоторую уверенность в будущее развитие вычислительных средств.
Кроме этого инженеры AMD уже представили свое видение полноценного чиплета, который включает в себя все ключевые вычислительные блоки в одном месте:
Самый лучший вариант развития событий — это создание на базе трехмерной архитектуры полноценного микрокомпьютера, заключенного в привычный нам корпус классического CPU. Если производители добьются в ближайшие десятилетия значительных успехов в этой области, то вполне возможно, что привычное нам определение материнской платы исчезнет.
Так как вместо связующего звена между ключевыми элементами компьютера, материнская плата трехмерного чиплета будет представлять из себя исключительно устройство для подключения периферии и питания, а все основные вычислительные модули будут заключены в корпусе самого чиплета.
Остается только самый важный и, наверное, неудобный для производителей вопрос: как это охлаждать?
Компания Intel представила новую трехмерную архитектуру CPU под названием Foveros. Во второй половине 2019 года технологический гигант планирует поставить на рынок новый тип процессоров с шагом каждого слоя 10 нм и 22 нм соответственно.
Кликабельно
Почему этот анонс от Intel так важен? Производители оборудования и специалисты сферы уже давно говорят о замедлении темпов развития вычислительных средств и несоблюдении Закона Мура в сфере CPU. Одна из причин — использование однослойной архитектуры и постоянное стремление одновременно уменьшить площадь чипа, при этом увеличив количество транзисторов на квадратный миллиметр. При этом переход на трехмерную архитектуру не только решает часть вопросов с дальнейшим увеличением вычислительной мощности, но и открывает нам путь к созданию полноценных чиплетов.
Что такое чиплет
Термин чиплет появился не так давно и, если говорить простым языком, обозначает комбинированный микрочип, который включает в себя ядра CPU, GPU, порты передачи данных и память. Подобная компановка является достаточно перспективной, так как позволяет полностью отказаться от печатных плат в качестве посредников между основными устройствами компьютера.
Нужно это потому что именно печатные платы являются сейчас «узким» местом всей архитектуры ПК или сервера, так как значительно замедляют скорость обмена данными между устройствами из-за большего сопротивления. О технологии чиплетов и их преимуществе можно почитать вот в этой работе.
Многослойная архитектура в вычислительной технике и почему Intel использует разный нанометраж слоев
Система из нескольких вычислительных слоев уже давным-давно используется в производстве оперативной памяти. Еще в 90-х года существовали 4 и 6-слойные чипы памяти, в которых было два рабочих слоя с ячейками для хранения заряда (бита), а остальные служили разделителями между рабочими зонами. По факту же, RAM не является чиплетом, так как мы имеем дело просто с компоновкой структуры, а не со сложным устройством, включающем в себя несколько разных модулей.
Схема компоновки Foveros от Intel
Почему Intel использует технологию 22 нм на одном из слое своего нового процессора? Если CPU транзисторы достаточно хорошо масштабируются, что позволяет нам постоянно уменьшать шаг техпроцесса, то с минимизацией, например, портов ввода-вывода, дела обстоят намного хуже. Именно поэтому начинка 10 нм вынесена на отдельный слой, а прочие элементы, требующие другого шага, унесены на второй слой в 22 нм.
Кроме этого, многослойная архитектура подразумевает увеличение стоимости производства, и если на одном из слоев можно сэкономить, используя более старый и крупный техпроцесс без фатальных потерь производительности, Intel это сделает.
Похожие наработки AMD
Компания AMD тоже поглядывала в сторону чиплетной архитектуры, но пока дошла только до анонса серверного CPU с техпроцессом 7 нм и подложкой Fabrics с шагом 14 нм.
Фото продукта с презентации
Такая конфигурация была названа «Chiplet Design». И хотя представители компании называли это «чиплетной» архитектурой, но так видно на презентации, разные элементы серверного CPU разнесены по разным частям подложки, то есть многослойности нет. Но даже подобная компоновка вселяет некоторую уверенность в будущее развитие вычислительных средств.
Кроме этого инженеры AMD уже представили свое видение полноценного чиплета, который включает в себя все ключевые вычислительные блоки в одном месте:
Перспективы чиплетной технологии и трехмерной архитектуры
Самый лучший вариант развития событий — это создание на базе трехмерной архитектуры полноценного микрокомпьютера, заключенного в привычный нам корпус классического CPU. Если производители добьются в ближайшие десятилетия значительных успехов в этой области, то вполне возможно, что привычное нам определение материнской платы исчезнет.
Так как вместо связующего звена между ключевыми элементами компьютера, материнская плата трехмерного чиплета будет представлять из себя исключительно устройство для подключения периферии и питания, а все основные вычислительные модули будут заключены в корпусе самого чиплета.
Остается только самый важный и, наверное, неудобный для производителей вопрос: как это охлаждать?
Комментарии (39)
willmore
13.12.2018 14:55+1Остается только самый важный и, наверное, неудобный для производителей вопрос: как это охлаждать?
Новость видел еще вчера, и это первый вопрос, который возник при почтении заголовка. Думал, тут будет ответ, ан нет ) Сама идея-то не нова.
k1b0rg
13.12.2018 18:29Ага если в современных ноутбуках от статики в usb пор дохнет только процессор, то в будущем придется менять все.
johnfound
13.12.2018 22:15Это просто последние судороги уже мертвого закона Мура. Попытка делать прибыль на новых процессоров, никак не лучше старых. По крайней мере в плане производительности.
Пришла пора оптимизировать ПО.
ExtenZ
14.12.2018 13:50Охлаждение? Да не вопрос! Штампуем по меди матрицу с разным высотой чипов в «чиплет», накидаем поменьше хладомазь ©Nitroxsenys и пару-тройку испарительных камер (как у АМД-видеокарт)
***
PROFIT
зы
Вопрос с отвала чипа никого не волнует? Свинец подорожает, однако
stalinets
А в чём сложность охлаждения. Предусмотреть в процессоре каналы, куда можно либо вставить медные термотрубки, либо пустить воду из системы водяного охлаждения.
willmore
Каналы сами по себе между чиплетами — это увеличение размеров — задержки — уменьшение пользы от такой компоновки. Вставить медные трубки — увеличится паразитная емкость и токи утечки, шумы, наводки… Экранировать слоем диэлектрика — падает эффективность охлаждения и опять растут размеры. Если использовать жидкий хладагент, вдобавок ко всему прочему будет риск потери жидкости, как результат — перегрев и отключение (и что с ним делать, как чинить?) или даже пробой и выход из строя. Это навскидку, что в голову пришло. Если бы там было все так просто, мы бы уже давно сидели на 3D-процессорах. Ан, нет.
DGN
Продувать слои жидким азотом? В смысле, подавать жидкий, выпускать испарившийся. Эффективно, экологично и т.п.
Hardcoin
Главное — выгодно. На продаже канистр с азотом для ноутбуков можно состояние сделать. Наверное.
DGN
Особенно, если продавать специальный азот для процессоров, а то понимаешь поставят себе систему подачу неоригинального азота и интел разорится.
Am0ralist
vsb
Придумать бы электронику, не боящуюся высоких температур. Чем больше разница между температурой чипа и окружающей среды, тем лучше охлаждение. Если поднять верхнюю границу температуры не до 100 градусов, а, например, до 1000, возможно даже пассивного охлаждения на корпус хватило бы.
diseaz
Ага, и рабочий стол асбестовый.
Aberro
Ну, скажем, увеличение вертикальных размеров — не проблема (пока что, во всяком случае), а система каналов вполне может быть (и даже желательна быть) вертикальной, между слоями. Вставлять в сам кристалл ничего не нужно, разве что пару ввод-вывод хладагента. При этом вероятность пробоя и потери жидкости на самом деле сомнительны, т.к. если сам кристалл будет делаться с учётом жидкостного охлаждения, то все внутренние полости очевидно будут изолированы (ведь электроны «по причине какой-то магии» не бегают по кристаллу свободно, а только по токопроводящим каналам). А от перегрева уже лет -цать как существует защита. Ну будет он выключаться без хладагента — и всё, пока не зальют новый. Закрытой такую систему делать нет смысла, т.к. хладагент не сможет сам по себе рассеять такое количество тепловой энергии.
Проблема с 3Д-процессорами в первую очередь — усложнение техпроцесса их производства и, следовательно, удорожание. Пока можно выдоить из пользователей то, что они согласны взять — проблем нет. Сейчас упёрлись в потолок миниатюризации в одном слое, так что можно ещё выдоить немного с двухслойной и более дорогой системы. Потом, когда количество слоёв уже не позволит сколько-нибудь эффективно охлаждать систему, уже вводить внутреннее жидкостное охлаждение и опять же — только на топовых и дорогущих системах, пока техпроцесс не будет отлажен и удешевлён.
bm13kk
Если коротко — єто уже обсуждают как 10 лет для однослойньіх чипов и прогресса (продуктов) не видно.
dimitry78
Если мне не изменяет склероз — IBM уже несколько лет как анонсировала прототипы чипов с охлаждающими микроканалами — overclockers.ru/hardnews/show/23746/IBM_predstavlyaet_tehnologiju_pryamogo_ohlazhdeniya_processora_vodoj
fsmoke
Какой милый треш — так и представляю: нанотехнологии, современный техпроцесс, а рядом лежат гигантские кривые медные трубы и всё это выходит из кристалла.
По теме:
Много вопросов по мат плате.
При исчезновении мат. платы в привычном виде — что делать с оперативкой? Очевидно она будет на проце, лично для меня, например, отсутствие апгрейда по оперативке это минус. Т.е. получается если нужно добавить каких нибудь жалких 4гб на борт нужно будет менять весь «камень», что несомненно дорого и линейка будет выглядеть аля: Core i100500 4GB, Core i100500 8GB, Core i100500 16GB… и т.д.
Да и вообще не понятно, что делать с периферией. В любом случае нужно оставлять возможность дискретной видеокарты — а это уже опять практически классическая «материнка», ибо каким бы хорошим не было интегрированное видео, оно далеко от дискретной продукции nVidia/AMD. Для офисных нужд — да, лучше не придумаешь, но для сложных вычислений/рендер задач, это не серьёзно. Даже если представить что nVidia/AMD начнёт делать видео чиплеты и даже если представить, что intel их будет интегрировать это, имхо, будет мрак, т.к. вдобавок к вышеупомянутому(по оперативке) уже линейка будет выглядеть: Core i100500 16GB nVidia 3070, Core i100500 8GB nVidia 3050 — кошмар же. Про охлаждение же таких монстров, я вообще молчу — там уже жидкий гелий понадобится.
В сухом остатке — если это произойдёт мы получим некий черный ящик без возможности модификации( ничего не напоминает). Для меня классический PC это конструктор(и собственно, я думаю, отчасти, за счет этого он и покорил мир), который позволяет пользователю/компании модифицировать его под конкретные задачи, причем гибко менять начинку, если задачи меняются! Я думаю возможность апгрейда/изменения — это преимущество.
ПС
Конечно я тут привёл всё к PC. Intel конечно же выпускает кристаллы для различных систем, но вот как-то так вышло…
dimitry78
по опыту юзанья 3дсмакс на машине fx8500 с 32 ГБ (8х4) вин7 использует ~11 :((( стресс-тест — нагрузки озу — открыл в фотошопе >> 200 фоток, +8Гб, одновременно запустил адобе-премьер — тогда просело до 24ГБ, тут уже тормоза не изз-за памяти а видимо «переключение контекста» в шедулере ос
пофантазирствую: собственно оперативка перенесется в соотвествующие кэши ссд и видях, с гигантскими кэшами ЦП, собственно ОЗУ уже не особо надо (640Кб хватит всем)… цп будет уже просто самообучаемшимся «диспетчером задач \ОС\» — какой файл отправить с ссд (вспомнил, вспомнил анек — VeriVeriLong jmp на xf000 сектор ХДД:) в гпу, что на рендер, что обратно… если одним кристаллом травить-осаждать — слоИ питания, интерфейсы, слои логики, слой углерода с кристаллической решеткой алмаза (вроде неплохо тепло передает) и вкраплениями оптических переходов, слои логики (с оптронными межслойными портами), слой углерода, слои кэш памяти, слои углерода — все — алмазные слои выводятся вбок кристалла где уже охлаждаются, морозя слои вокруг — НО! при таких допусках — каждая маска травится на своей «высоте» ,… а--а 64 слойная флеш хоть с какими переходами — это все-таки бутерброд отдельных чешуек (анек: профессор — студентам: а что будет, если закусывать ледяную водку огненной осетриной? — морда треснет!, а все из-за разного коэффициента теплового расширения!:)
Докину еще — квантовую физику хорошо объясняет серия Р.Желязны — 9 принцев Амбера, а про кристалостроение мне понравилось «Меч Алдонеса» — Мэрион Зиммер Брэдли — там и многослойка, и экзотические фрухты и польза
Murmand
На счет связки оперативная память + проц, есть же память HBM которая собственно в видеокартах AMD Fury идет встройкой в графический процессор, также я думаю можно сделать и с CPU, правда как выше написано появятся линейки процов с 4/8/16/32/64 ГБ памяти и без возможности ее апгрейда, но с другой стороны я как купил себе 7 лет назад 8ГБ ДДР3, так и хватает до сих пор, игрушки играют, фотошоп работает.
bm13kk
Так уже фактически есть во всех сферах. Практически всех. Даже в сфере домашних-настольных компьютерах все более популярны малые неразборные (трудноразборные) решения. Не говоря о том, что эта сфера активно сужается.
Лучше наоборот вынести процессор+память на отдельные карту расширения. Если надо больше памяти — купил еще одну карту расширения, первую оставил как сопроцессор.
Потому что сейчас максимальная производительность — когда заняты все слоты одинаковыми планками. Если покупать емкие планки и доставлять по одной раз в полгода — то узким местом будет межядерная (внутрипроцессная) шина, а не емкость памяти.
saboteur_kiev
ну уже практически южный мост, вот еще и северный пропадет и останутся на материнке только разъемы. Все контроллеры уедут в CPU и конечные устройства.
sumanai
Вроде наоборот, северного давно нет, а южный только порты сата с юсб раздаёт.
saboteur_kiev
ну вот и сата с usb упразднят, будет что-то типа pciexpress прямо с ножек процессора.
sumanai
Некоторые линии PCI-e и так идут с процессора, обычно первый ближний длинный слот.
Tyusha
Вот скажите, когда последний раз вы апгрейдили компьютер, заменяя компоненты на более современные, в 1998 году или в 2001?
И почему вас не беспокоит отсутствие возможности даже нормально открыть современный телефон, не то чтобы процессор поменять? А компьютерам вы отказываете в возможности быть неразборными.
Что касается названия-спецификации, то уж как-нибудь справятся. Опять же спецификация у нынешних смартфонов ограничивается цветом корпуса, и ничего, живём, не зная, какое там графическое ядро и частота памяти.
DrunkBear
В этом году добавлял память, а в прошлом видеокарту менял.
И термоинтерфейс у процессора обновлял.
Скоро диски поменяю, они подозрительны.
Честно говоря, идея «выкинуть всё старое и купить новое» находит некоторую поддержку в душе, но кошелёк против и перенос 2+ Тб информации со старой железки на новую — долго.
К тому же, ~3 дня жалко на переустановку оси и полезного софта.
Kain_Haart
По поводу видео:
1) PCI-e over Thunderbolt + eGPU вполне неплохо работает (хотя у меня не топ, а всего GTX-1070)
2) Intel afaik уже интегрируют AMD-шные Vega на чип
willyd
Вангую, что продукты будут рассчитаны на нижний/средний сегмент. И максимум на такой чип положат низковольтовый i5. Все равно, как написали выше, с каждым годом все больше продуктов, на которых все распаяно.
Kain_Haart
Не то чтобы я с вами спорю, но если интересно есть и вот такие вещи
https://ark.intel.com/products/130409/Intel-Core-i7-8809G-Processor-with-Radeon-RX-Vega-M-GH-graphics-8M-Cache-up-to-4-20-GHz-
willyd
Может и будут делать i7 для всяких detachable 2-in-1 и «игровые» NUK…
saege5b
Чем меньше (тоньше) капиляр, тем сложнее впихнуть туда жидкость.
Идеален сверхтекучий жидкий гелий. Но это не буду коментировать.
Dioxin
Батарея отопления — там не больше 45 гр, а у меня и того меньше — 37 где-то, вода постоянно циркулирует, думаю вполне хватит охладить 150 Ватт.
Заодно тепло не пропадет.