Η αντίληψη της Intel για το επόμενο κύμα του νόμου του Μουρ

Το επόμενο κύμα του νόμου του Moore θα βασίζεται σε μια αναπτυσσόμενη ιδέα που ονομάζεται συστημική τεχνολογία συν-βελτιστοποίησης, είπε η Ann B. Kelleher, γενική διευθύντρια τεχνολογικής ανάπτυξης στην Intel σε συνέντευξή της στο IEEE Spectrum πριν από την ομιλία της στο 2022 IEEE Electron Device Meeting (IEDM).

«Ο νόμος του Moore αφορά την αύξηση της ενοποίησης των λειτουργιών», λέει η Kelleher. «Καθώς προσβλέπουμε στα επόμενα 10 έως 20 χρόνια, υπάρχει ένας αγωγός γεμάτος καινοτομία» που θα συνεχίσει τον ρυθμό των βελτιωμένων προϊόντων κάθε δύο χρόνια. Αυτό το μονοπάτι περιλαμβάνει τις συνήθεις συνεχείς βελτιώσεις στις διαδικασίες και το σχεδιασμό ημιαγωγών, αλλά η συν-βελτιστοποίηση τεχνολογίας συστήματος (STCO - System Technology Co-Optimization) θα κάνει τη μεγαλύτερη διαφορά.

H Kelleher το αποκαλεί "outside-in" τρόπο ανάπτυξης. Ξεκινά με τον φόρτο εργασίας που χρειάζεται να υποστηρίξει ένα προϊόν και το λογισμικό του, στη συνέχεια καταλήγει στην αρχιτεκτονική του συστήματος, στη συνέχεια στον τύπο πυριτίου που πρέπει να υπάρχει σε μια συσκευασία και τέλος στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών. «Με τη System Technology Co-Optimization, σημαίνει ότι όλα τα κομμάτια βελτιστοποιούνται μαζί, ώστε να λαμβάνετε την καλύτερη απάντηση για το τελικό προϊόν», δηλώνει η Kelleher.

Το STCO είναι μια επιλογή τώρα σε μεγάλο βαθμό, επειδή η προηγμένη συσκευασία, όπως η ενσωμάτωση 3D, επιτρέπει τη σύνδεση υψηλού εύρους ζώνης chiplet - μικρών, λειτουργικών τσιπ - μέσα σε ένα μόνο πακέτο. Αυτό σημαίνει ότι ό,τι θα ήταν κάποτε λειτουργίες σε ένα μεμονωμένο τσιπ μπορεί να αναλυθεί σε ειδικά chiplet, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας την βέλτιστη τεχνολογία διεργασιών ημιαγωγών. Για παράδειγμα, η Kelleher επισημαίνει ότι οι υπολογιστές υψηλής απόδοσης απαιτούν μεγάλη ποσότητα μνήμης cache ανά πυρήνα επεξεργαστή, αλλά η ικανότητα του κατασκευαστή τσιπ να συρρικνώνει τη SRAM δεν προχωρά με τον ίδιο ρυθμό όπως η μείωση της λογικής. Επομένως, είναι λογικό να δημιουργούμε κρυφές μνήμες SRAM και να υπολογίζουμε πυρήνες ως ξεχωριστά chiplet χρησιμοποιώντας διαφορετική τεχνολογία διεργασιών και στη συνέχεια να τα συνδυάζουμε χρησιμοποιώντας τρισδιάστατη ενοποίηση.

Ένα βασικό παράδειγμα του STCO σε δράση, λέει η Kelleher, είναι ο επεξεργαστής Ponte Vecchio στην καρδιά του υπερυπολογιστή Aurora. Αποτελείται από 47 ενεργά chiplets (καθώς και 8 κενά για θερμική αγωγιμότητα). Αυτά συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας προηγμένες οριζόντιες συνδέσεις (τεχνολογία συσκευασίας 2,5D) και 3D στοίβαξη. «Συγκεντρώνει πυρίτιο από διαφορετικά εργοστάσια και τους δίνει τη δυνατότητα να ενωθούν έτσι ώστε το σύστημα να είναι σε θέση να αποδώσει ενάντια στο φόρτο εργασίας για τον οποίο έχει σχεδιαστεί».