较大的硅片上互连的裸露的IC制造的时候即将到来

IEEE电气电子工程师学会 2018-07-11 08:48 次阅读

据悉,计算机和其他系统不是由连接在印刷电路板上的单独封装的芯片制造的,而是由在较大的硅片上互连的裸露的IC制造的时候即将到来。这就是研究人员一直在开发的,名为“chiplets”的概念。按照规划,这个新形态的产品可以让数据移动得更快,更自由,且能制造更小,更便宜,集成更机密的计算机系统。

实现这个想法的方式就是将单独的CPU,存储器和其他关键系统都安装到一个相当大的硅片上,这就称为active interposer,它具有很厚的互连和路由电路routing circuits。

AMD公司设计工程师Gabriel Loh  表示:“从某种意义上说,如果要这样做,它有点类似于我们已经延续了几十年摩尔定律和其他一切的集成故事 ” ,“它允许业界采用各种系统组件,并将它们更紧凑,更高效地整合在一起。”

这样的话至少存在一个问题:尽管每个chiplet的片上routing system都可以很好地工作,但是当它们全部连接在内插器的网络上时,会出现网络试图以这样的方式route数据的情,这样就引致流量堵塞。Loh解释说:“僵局发生的原因在于你的不同消息都试图竞争相同种类的资源,这就导致每个人都在等待对方。

“这些独立chiplet的可以经过设计,使它们不会发生死锁,”Loh说。“但是一旦我把它们放在一起,就有了新的路线,而这些路线并没有任何人提前计划过。”试图通过将所有chiplets与特定的插入器网络一起设计,避免这些新的僵局挫败优势的技术:然后,Chiplets无法由单独的团队轻松设计和优化,而且他们不能很容易地被混合和匹配,快速形成新系统。

在早些时候的国际计算机体系结构研讨会上,AMD的工程师提出了解决这个即将到来的问题的可能解决方案。

未来的系统可能包含一个CPU小芯片和几个GPU,这些GPU都连接到同一片网络硅芯片上。

AMD团队发现,如果您在设计片上网络时遵循一些简单的规则,那么主动式内插器上的死锁基本上会消失。这些规则规定数据进入和离开芯片的位置,并限制在它们第一次进入芯片的时候限制其可以进入的方向。

令人惊讶的是,如果遵循这些规则,可以认为所有其他的内容都在中介层上 – 包括逻辑chiplets,内存,内插器本身的网络以及其他所有内容 – 这些都只是网络上的一个节点。了解这一点,独立的工程师团队可以设计chiplets,而不必担心其他chiplets上的网络如何工作,或者无法知道主动式插板机上的网络如何工作。

这个技巧甚至有可能需要一段时间。所谓的无源内插器(passive interposers) - 包含互连但没有网络电路的硅片 已经在使用中; 例如,AMD已经其Radeon R9系列使用它。但是为插入器添加智能网络可能会导致系统设计方式和能够做的事情发生重大变化。

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原文标题:AMD推新芯片技术 迎接Chiplet革命

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