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单芯片处理器不再主流?芯片堆叠才是王道!

2022-04-11 14:41
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众所周知,计算机性能的提升主要依赖于其搭载的处理器的进步,如高通骁龙的迭代更新、华为麒麟芯片的换代更新等。而芯片性能的提升主要依赖于芯片技术的更新完善,如台积电、三星等是提升芯片的先进制程来提升性能,使得芯片从28nm到14nm甚至5nm,相同体积大小的芯片内置数以百万的晶体管。

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但是这样总会达到芯片的极限,台积电三星等晶圆代工厂在3nm以下芯片制程大都遇到困难,这也说明了单芯片处理器已快要到摩尔定律。该如何寻向芯片的生机?

或许苹果和英伟达(NVIDIA)已给我们找了一个方向:当单芯片处理器已到达极限,不如考虑芯片堆叠技术?将多块芯片封装成一个芯片?

通常来说,苹果和英伟达是先进制程的追逐者,旗下算力产品或芯片都是采用台积电三星等晶圆代工厂的顶级先进制程,紧跟芯片的最新工艺,可以说它们的最新产品基本上会汇聚着芯片产业目前的工艺水平和技术能力,如果我们纵观苹果和英伟达今年的新品发布会,可以发现最新产品所采用的芯片技术大都是“拼装”工艺,也就是芯片堆叠。

苹果作为芯片堆叠技术主力军的先锋,创先在3月10日发布了封装架构UltraFusion和M1 Ultra,将两块M1 Max芯片的管芯项链,制造出前所未有的性能和功能的片上系统(SoC)。

简单来说,你可以理解成,是两块M1 Max芯片合在一起的芯片M1 Ultra。这样可以使芯片的原有体积增大,也就意味着里面内置的晶体管数量更多,数量高达1140亿晶体管(要知道半年前的M1 Max晶体管数量才570亿),在更多晶体管数量带动下,M1 Ultra支持20个CPU核心、64个GPU核心和32核神经网络引擎,其支持的带宽达到128GB,每秒运算高达22万亿次。所以苹果宣称M1 Ultra是世界上功能最强大的个人电脑芯片。

英伟达也不甘示弱,在3月23日宣布推出首款面向AI基础设施和高性能计算的数据中心专属CPU——Grace CPU Superchip,它基于ARMv9架构,拥有144个ARM CPU核心,其内存带宽更是高达1Tb/s。和苹果一样,这块芯片同样是由两块Grace CPU通过芯片互联技术组成。

不难发现,苹果和英伟达都是用两块相同的小芯片“拼装”在一起,性能翻倍,算力强悍,这意味着有可能未来在研发3nm、2nm、1nm先进工艺不顺时,芯片堆叠技术或成另一个好选择。

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