Kluczowe dania na wynos
- Rosnąca rewolucja w pakowaniu chipów łączy komponenty w celu uzyskania większej mocy.
- Nowe układy Apple M1 Ultra łączą dwa układy M1 Max za pomocą 10 000 przewodów, które przenoszą 2,5 terabajta danych na sekundę.
-
Apple twierdzi, że nowy chip jest również bardziej wydajny niż jego konkurenci.
Sposób łączenia chipa komputerowego z innymi komponentami może prowadzić do dużego wzrostu wydajności.
Nowe chipy M1 Ultra firmy Apple wykorzystują postęp w procesie wytwarzania chipów zwanym „opakowaniem”. UltraFusion firmy, nazwa technologii pakowania, łączy dwa chipy M1 Max z 10 000 przewodami, które mogą pomieścić 2.5 terabajtów danych na sekundę. Proces ten jest częścią rosnącej rewolucji w pakowaniu chipów.
„Zaawansowane opakowania to ważna i rozwijająca się dziedzina mikroelektroniki” – powiedział Lifewire Janos Veres, dyrektor ds. inżynierii w NextFlex, konsorcjum, które pracuje nad rozwojem produkcji drukowanej, elastycznej elektroniki. „Zazwyczaj chodzi o integrację różnych komponentów na poziomie matrycy, takich jak analogowe, cyfrowe, a nawet optoelektroniczne „chiplety” w złożonym pakiecie.”
Kanapka z chipsami
Apple zbudowało swój nowy chip M1 Ultra, łącząc dwa chipy M1 Max przy użyciu UltraFusion, niestandardowej metody pakowania.
Zwykle producenci chipów zwiększają wydajność, łącząc dwa chipy za pośrednictwem płyty głównej, co zazwyczaj wiąże się ze znacznymi kompromisami, w tym zwiększeniem opóźnień, zmniejszoną przepustowością i zwiększonym zużyciem energii. Apple zastosowało inne podejście, wprowadzając UltraFusion, który wykorzystuje krzemowy interposer, który łączy chipy przez ponad 10 000 sygnałów, zapewniając wzrost 2.5 TB/s o niskim opóźnieniu, przepustowość między procesorami.
Ta technika sprawia, że M1 Ultra zachowuje się i jest rozpoznawany przez oprogramowanie jako jeden układ, dzięki czemu programiści nie muszą przepisywać kodu, aby skorzystać z jego wydajności.
„Łącząc dwie matryce M1 Max z naszą architekturą UltraFusion, jesteśmy w stanie skalować krzem Apple do bezprecedensowych nowych poziomów”, powiedział w komunikacie prasowym Johny Srouji, starszy wiceprezes Apple ds. technologii sprzętowych. „Dzięki potężnemu procesorowi, potężnemu procesorowi graficznemu, niesamowitemu silnikowi neuronowemu, akceleracji sprzętowej ProRes i ogromnej ilości zunifikowanej pamięci, M1 Ultra uzupełnia rodzinę M1 jako najpotężniejszy i najwydajniejszy układ do komputerów osobistych na świecie.”
Dzięki nowej konstrukcji obudowy M1 Ultra jest wyposażony w 20-rdzeniowy procesor z 16 wysokowydajnymi rdzeniami i czterema wysokowydajnymi rdzeniami. Apple twierdzi, że chip zapewnia o 90% wyższą wydajność wielowątkową niż najszybszy dostępny 16-rdzeniowy chip do komputerów stacjonarnych przy tej samej obudowie mocy.
Nowy chip jest również bardziej wydajny niż jego konkurenci, twierdzi Apple. M1 Ultra osiąga szczytową wydajność układu PC, zużywając 100 watów mniej, co oznacza mniejsze zużycie energii i cichą pracę wentylatorów, nawet w przypadku wymagających aplikacji.
Władza w liczbach
Apple nie jest jedyną firmą badającą nowe sposoby pakowania chipów. AMD ujawniło na Computex 2021 technologię pakowania, która układa małe chipy jeden na drugim, zwaną pakowaniem 3D. Pierwszymi chipami wykorzystującymi tę technologię będą chipy do gier Ryzen 7 5800X3D, których spodziewane są jeszcze w tym roku. Podejście AMD, zwane 3D V-Cache, łączy szybkie układy pamięci w kompleks procesorów, zapewniając 15% wzrost wydajności.
Innowacje w opakowaniach chipów mogą doprowadzić do powstania nowych rodzajów gadżetów, które będą bardziej płaskie i bardziej elastyczne niż te obecnie dostępne. Jednym z obszarów, w którym obserwuje się postęp, są płytki obwodów drukowanych (PCB), powiedział Veres. Przecięcie zaawansowanego pakowania i zaawansowanej płytki drukowanej może prowadzić do płytek PCB „opakowania na poziomie systemu” z wbudowanymi komponentami, eliminując elementy dyskretne, takie jak rezystory i kondensatory.
Nowe techniki wytwarzania chipów doprowadzą do „płaskiej elektroniki, elektroniki origami i elektroniki, która może zostać zmiażdżona i pokruszona”, powiedział Veres. „Ostatecznym celem będzie całkowite wyeliminowanie rozróżnienia między pakietem, płytką drukowaną i systemem”.
Nowe techniki pakowania chipów łączą ze sobą różne komponenty półprzewodnikowe za pomocą części pasywnych, powiedział Tobias Gotschke, starszy kierownik projektu New Venture w firmie SCHOTT, która produkuje komponenty płytek drukowanych, powiedział w e-mailowym wywiadzie dla Lifewire. Takie podejście może zmniejszyć rozmiar systemu, zwiększyć wydajność, obsłużyć duże obciążenia termiczne i obniżyć koszty.
SCHOTT sprzedaje materiały umożliwiające produkcję szklanych płytek drukowanych. „Umożliwi to uzyskanie wydajniejszych pakietów o większej wydajności i węższych tolerancjach produkcyjnych, a także zaowocuje mniejszymi, przyjaznymi dla środowiska chipami o zmniejszonym zużyciu energii” – powiedział Gotschke.
