Ponte Vecchio ຂອງ Intel ແລະ Zen 3 ຂອງ AMD ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄໍາສັນຍາຂອງເຕັກໂນໂລຢີການຫຸ້ມຫໍ່ Semiconductor ຂັ້ນສູງ

Intel ແລະ AMD ໄດ້ປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບການອອກແບບຊິບທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ສຸດຂອງພວກເຂົາຢູ່ໃນກອງປະຊຸມ International Solid State Circuits ໃນອາທິດນີ້, ແລະພວກເຂົາໄດ້ເນັ້ນຫນັກເຖິງບົດບາດຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ທີ່ກ້າວຫນ້າໃນຜະລິດຕະພັນຊິບຊັ້ນສູງຂອງພວກເຂົາໃນອະນາຄົດ. ໃນທັງສອງກໍລະນີ, ຄວາມສາມາດໃນການປະຕິບັດໃຫມ່ທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈແມ່ນມາຈາກວິທີການແບບໂມດູນທີ່ປະສົມປະສານການກໍ່ສ້າງໃນ fabs ທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍໃຊ້ຂະບວນການຜະລິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ຊິບໃນອະນາຄົດຂອງນະວັດຕະກໍາ semiconductor.

ຕະຫຼາດເປົ້າຫມາຍຂອງ Intel ສໍາລັບ Ponte Vecchio ແມ່ນເປັນໂມດູນທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນລະບົບສູນຂໍ້ມູນຂະຫນາດໃຫຍ່. ມັນເປັນຫນ່ວຍປະມວນຜົນກາຟິກ (GPU), ແລະຖືກອອກແບບສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນປັນຍາປະດິດ, ການຮຽນຮູ້ເຄື່ອງຈັກ, ແລະຮູບພາບຄອມພິວເຕີ. ມັນໄດ້ຖືກຕັ້ງຊື່ຕາມຂົວຫີນໃນຍຸກກາງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ Piazza della Signoria ຢູ່ຂ້າງຫນຶ່ງຂອງແມ່ນ້ໍາ Arno ໃນ Florence, ປະເທດອິຕາລີກັບ Pallazzo Pitti ອີກດ້ານຫນຶ່ງ. ຫນຶ່ງໃນຈຸດເດັ່ນຂອງການອອກແບບແມ່ນວິທີການທີ່ມັນເຊື່ອມຕໍ່ຈໍານວນຫລາຍຂອງ chiplets ພິເສດ - ຕັນການກໍ່ສ້າງວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ຫມາຍຄວາມວ່າຈະຖືກລວມເຂົ້າກັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ລະບົບຄົບຖ້ວນສົມບູນ.

Ponte Vecchio ໃຊ້ "ກະເບື້ອງ" ແປດອັນທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນ Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) ຂະບວນການ 5 nm ທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ສຸດ. ກະເບື້ອງແຕ່ລະອັນມີແປດ “X^e” ແກນ, ແລະແຕ່ລະແປດແກນມີແປດ vector ແລະແປດເຄື່ອງຈັກ matrix ພິເສດ. ກະເບື້ອງຖືກວາງຢູ່ເທິງຂອງ "ກະເບື້ອງພື້ນຖານ", ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ພວກມັນກັບຄວາມຊົງຈໍາແລະໂລກພາຍນອກດ້ວຍຜ້າສະຫຼັບຂະຫນາດໃຫຍ່. ກະເບື້ອງພື້ນຖານນີ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ຂະບວນການ "Intel 7" ຂອງບໍລິສັດ, ເຊິ່ງເປັນຊື່ໃຫມ່ສໍາລັບຂະບວນການຜະລິດ SuperFin 10 nm ປັບປຸງຂອງບໍລິສັດ. ນອກຈາກນີ້ຍັງມີລະບົບຄວາມຊົງຈໍາທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ເອີ້ນວ່າ "RAMBO", ເຊິ່ງຫຍໍ້ມາຈາກ Random Access Memory, Bandwidth Optimized, ເຊິ່ງຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນແຜ່ນພື້ນຖານໂດຍໃຊ້ Intel 7 Foveros interconnect technology. ຫຼາຍໆສິ່ງກໍ່ສ້າງອື່ນໆແມ່ນລວມເຂົ້າກັນ.

ການອອກແບບ Ponte Vecchio ເປັນກໍລະນີສຶກສາໃນການປະສົມປະສານທີ່ຫຼາກຫຼາຍ - ປະສົມປະສານ 63 ກະເບື້ອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (47 ທີ່ປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຄອມພິວເຕີ້ແລະ 16 ສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ) ທີ່ມີຈໍານວນທັງຫມົດຫຼາຍກວ່າ 100 ຕື້ transistors ໃນຊຸດດຽວທີ່ມີຂະຫນາດ 77.5 x 62.5 ມມ (ປະມານ 3 x. 2.5 ນິ້ວ). ມັນບໍ່ແມ່ນວ່າດົນນານມາແລ້ວໃນເວລາທີ່ພະລັງງານຄອມພິວເຕີຫຼາຍນັ້ນໄດ້ເຕີມລົງໄປໃນສາງແລະຕ້ອງການການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງຕົນເອງກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານວິສະວະກໍາໃນການອອກແບບດັ່ງກ່າວແມ່ນມີຫຼາຍ:

ເຊື່ອມຕໍ່ທຸກພາກສ່ວນ. ຜູ້ອອກແບບຕ້ອງການວິທີການຍ້າຍສັນຍານລະຫວ່າງຊິບທີ່ແຕກຕ່າງກັນທັງຫມົດ. ໃນສະ ໄໝ ກ່ອນ, ນີ້ແມ່ນເຮັດດ້ວຍສາຍຫຼືຮ່ອງຮອຍໃນກະດານວົງຈອນພິມ, ແລະຊິບຖືກຕິດໂດຍການ soldering ພວກມັນໃສ່ກະດານ. ແຕ່ສິ່ງນັ້ນແລ່ນອອກຈາກໄອນ້ໍາດົນນານມາແລ້ວ, ຍ້ອນວ່າຈໍານວນສັນຍານແລະຄວາມໄວເພີ່ມຂຶ້ນ. ຖ້າທ່ານເອົາທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງເຂົ້າໄປໃນຊິບດຽວ, ທ່ານສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ພວກມັນດ້ວຍຮອຍໂລຫະໃນດ້ານຫລັງຂອງຂະບວນການຜະລິດ. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການໃຊ້ຊິບຫຼາຍ, ນັ້ນຫມາຍຄວາມວ່າທ່ານຕ້ອງການຫຼາຍ pins ເຊື່ອມຕໍ່, ແລະທ່ານຕ້ອງການໄລຍະການເຊື່ອມຕໍ່ສັ້ນ. Intel ໃຊ້ສອງເທກໂນໂລຍີເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນນີ້. ອັນທໍາອິດແມ່ນ "ຂົວເຊື່ອມຕໍ່ຫຼາຍຕາຍຝັງຕົວ" (EMIB) ຂອງມັນທີ່ເຮັດຈາກຊິລິໂຄນຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ສາມາດສະຫນອງການເຊື່ອມຕໍ່ຫຼາຍຮ້ອຍຫຼືຫຼາຍພັນຄັ້ງຕໍ່ຄັ້ງ, ແລະທີສອງແມ່ນເຕັກໂນໂລຢີ Foveros die-to-die stacking ທໍາອິດ. ໃຊ້ໃນໂຮງງານຜະລິດມືຖື Lakefield ຂອງມັນ.

ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າພາກສ່ວນທັງຫມົດຖືກ synchronized. ເມື່ອທ່ານເຊື່ອມຕໍ່ຊິ້ນສ່ວນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ, ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງຮັບປະກັນວ່າທຸກພາກສ່ວນສາມາດສົນທະນາກັບກັນແລະກັນ. ນີ້ປົກກະຕິແລ້ວຫມາຍເຖິງການແຈກຢາຍສັນຍານກໍານົດເວລາທີ່ເອີ້ນວ່າໂມງ, ດັ່ງນັ້ນຊິບທັງຫມົດສາມາດເຮັດວຽກຢູ່ໃນ lockstep. ອັນນີ້ປະກົດວ່າບໍ່ແມ່ນເລື່ອງເລັກໆນ້ອຍໆ, ເພາະວ່າສັນຍານມີທ່າອຽງທີ່ຈະເສື່ອມເສຍ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມມີສຽງດັງຫຼາຍ, ໂດຍມີສັນຍານຫຼາຍອັນດັງຂຶ້ນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ກະເບື້ອງຄອມພິວເຕີ້ແຕ່ລະມີຫຼາຍກວ່າ 7,000 ເຊື່ອມຕໍ່ໃນພື້ນທີ່ 40 ຕາລາງມິນລິແມັດ, ດັ່ງນັ້ນມັນມີຫຼາຍທີ່ຈະຮັກສາຢູ່ໃນ sync.

ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​. ກະເບື້ອງ modular ແຕ່ລະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີພະລັງງານຫຼາຍ, ແລະການສົ່ງມັນຢ່າງເທົ່າທຽມກັນໃນທົ່ວຫນ້າດິນໃນຂະນະທີ່ການກໍາຈັດຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍອັນໃຫຍ່ຫຼວງ. ຊິບຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໄດ້ຖືກ stacked ສໍາລັບບາງເວລາ, ແຕ່ຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນ. ຊິບປະມວນຜົນ ຫຼືກະເບື້ອງສາມາດມີຈຸດຮ້ອນຂຶ້ນຢູ່ກັບວ່າພວກມັນກຳລັງຖືກໃຊ້ຫຼາຍປານໃດ, ແລະການຈັດການຄວາມຮ້ອນໃນຊິບ 3 ມິຕິແມ່ນບໍ່ງ່າຍ. Intel ໄດ້ນໍາໃຊ້ຂະບວນການໂລຫະສໍາລັບດ້ານຫລັງຂອງຊິບ, ແລະປະສົມປະສານເຫຼົ່ານີ້ກັບເຄື່ອງແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເພື່ອຈັດການກັບໂຄງການ 600 ວັດທີ່ຜະລິດໂດຍລະບົບ Ponte Vecchio.

ຜົນໄດ້ຮັບຈາກຫ້ອງທົດລອງເບື້ອງຕົ້ນທີ່ Intel ລາຍງານລວມມີປະສິດທິພາບ > 45 Teraflops. ຊຸບເປີຄອມພີວເຕີ Aurora ທີ່ຖືກສ້າງຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Argonne ຈະໃຊ້ຫຼາຍກວ່າ 54,000 Ponte Vecchios ພ້ອມກັບໂປເຊດເຊີ Xeon ລຸ້ນຕໍ່ໄປຫຼາຍກວ່າ 18,000 ເຄື່ອງ. Aurora ມີການປະຕິບັດສູງສຸດເປົ້າຫມາຍຂອງ Exaflops ຫຼາຍກວ່າ 2 Exaflops, ເຊິ່ງແມ່ນ 1,000 ເທົ່າຫຼາຍກ່ວາເຄື່ອງ Teraflop. ກັບຄືນໄປບ່ອນໃນກາງຊຸມປີ 1990 ໃນເວລາທີ່ຂ້າພະເຈົ້າຢູ່ໃນທຸລະກິດຊຸບເປີຄອມພິວເຕີ, ເຄື່ອງ Teraflop ຫນຶ່ງແມ່ນໂຄງການວິທະຍາສາດ $ 100 ລ້ານ.

AMD ຂອງ Zen 3

AMD ເວົ້າກ່ຽວກັບແກນ microprocessor ລຸ້ນທີສອງຂອງ Zen 3 ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນຂະບວນການ 7 nm ຂອງ TSMC. ຫຼັກໄມໂຄຣໂປຣເຊສເຊີນີ້ຖືກອອກແບບເພື່ອໃຊ້ໃນທົ່ວພາກສ່ວນຕະຫຼາດຂອງ AMD, ຈາກອຸປະກອນມືຖືພະລັງງານຕໍ່າ, ຄອມພິວເຕີຕັ້ງໂຕະ, ແລະທຸກວິທີທາງໄປສູ່ເຊີບເວີສູນຂໍ້ມູນທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດ. ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງຍຸດທະສາດນີ້ແມ່ນການຫຸ້ມຫໍ່ Zen 3 core ຂອງມັນດ້ວຍຫນ້າທີ່ສະຫນັບສະຫນູນເປັນ "core complex" ຢູ່ໃນ chiplet ດຽວ, ເຊິ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວສ້າງແບບໂມດູນຄືກັບກະເບື້ອງຂອງ Intel. ດັ່ງນັ້ນພວກເຂົາສາມາດຫຸ້ມຫໍ່ແປດ chiplets ຮ່ວມກັນສໍາລັບ desktop ຫຼືເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງ, ຫຼືສີ່ chiplets ສໍາລັບລະບົບມູນຄ່າ, ເຊັ່ນ: ລະບົບເຮືອນລາຄາຖືກທີ່ຂ້ອຍອາດຈະຊື້. AMD ຍັງວາງຊິບໃນແນວຕັ້ງໂດຍການໃຊ້ສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າຜ່ານຊິລິໂຄນຜ່ານ (TSVs), ວິທີການເຊື່ອມຕໍ່ຊິບຫຼາຍອັນທີ່ວາງໄວ້ເທິງຂອງກັນແລະກັນ. ມັນຍັງສາມາດສົມທົບສອງຫາແປດຂອງ chiplets ເຫຼົ່ານີ້ກັບເຄື່ອງແມ່ຂ່າຍຕາຍທີ່ເຮັດໃນຂະບວນການ GlobalFoundries 12 nm ເພື່ອເຮັດໃຫ້ 3 ຂອງມັນ.^rd ການຜະລິດຊິບເຊີບເວີ EPYC.

ໂອກາດທີ່ດີທີ່ Ponte Vecchio ແລະ Zen 3 ຈຸດເດັ່ນແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການປະສົມແລະຈັບຄູ່ຊິບທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ຂະບວນການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນກໍລະນີຂອງ Intel, ນີ້ປະກອບມີພາກສ່ວນທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເອງເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂະບວນການທີ່ກ້າວຫນ້າທີ່ສຸດຂອງ TSMC. AMD ສາມາດສົມທົບພາກສ່ວນຈາກ TSMC ແລະ GlobalFoundries. ປະໂຫຍດອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ chiplets ຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າຫຼືກະເບື້ອງຮ່ວມກັນແທນທີ່ຈະສ້າງ chip ໃຫຍ່ຫນຶ່ງແມ່ນວ່າຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າຈະມີຜົນຜະລິດການຜະລິດທີ່ດີກວ່າແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫນ້ອຍ. ນອກນັ້ນທ່ານຍັງສາມາດປະສົມແລະຈັບຄູ່ chiplets ໃຫມ່ກັບອັນເກົ່າແກ່ທີ່ພິສູດແລ້ວວ່າທ່ານຮູ້ວ່າດີ, ຫຼືທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນຂະບວນການທີ່ມີລາຄາແພງຫນ້ອຍ.

ທັງການອອກແບບ AMD ແລະ Intel ແມ່ນດ້ານວິຊາການ ການທ່ອງທ່ຽວຂອງກໍາລັງ. ບໍ່ຕ້ອງສົງໃສວ່າພວກເຂົາເປັນຕົວແທນຂອງການເຮັດວຽກຫນັກຫຼາຍແລະການຮຽນຮູ້, ແລະເປັນຕົວແທນຂອງການລົງທຶນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງຊັບພະຍາກອນ. ແຕ່ຄືກັບທີ່ IBM ໄດ້ນຳສະເໜີລະບົບຍ່ອຍແບບໂມດູລາໃນລະບົບຫຼັກ/360 ໃນປີ 1960, ແລະຄອມພິວເຕີສ່ວນບຸກຄົນໄດ້ເປັນແບບໂມດູລາໃນຊຸມປີ 1980, ການແບ່ງປັນໂມດູລາຂອງລະບົບຈຸນລະພາກຊິລິໂຄນເປັນຕົວຢ່າງຂອງການອອກແບບທັງສອງອັນນີ້ ແລະເປີດໃຊ້ງານໂດຍການຫຸ້ມຫໍ່ຊິບແບບພິເສດທີ່ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງທາງດ້ານເທັກໂນໂລຍີທີ່ສຳຄັນ. ຍອມຮັບຄວາມສາມາດຫຼາຍຢ່າງທີ່ສະແດງຢູ່ນີ້ຍັງບໍ່ເຖິງການເລີ່ມຕົ້ນຂອງທຸລະກິດສ່ວນໃຫຍ່, ແຕ່ພວກເຮົາສາມາດຈິນຕະນາການວ່າເມື່ອເຕັກໂນໂລຢີເຂົ້າເຖິງໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ, ມັນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການປະດິດສ້າງແບບປະສົມແລະການແຂ່ງຂັນ.