Mais recentemente, o sonho dos fabricantes de chips era um sistema de chip único em um chip. Mas a impossibilidade de reduzir ainda mais a escala dos padrões tecnológicos deu origem a novos sonhos – sonhos com chips ou a montagem de chips com vários chips de muitos pequenos cristais. Pesquisadores europeus observaram esse caminho mostrando um chip de 96 núcleos experiente, composto por 6 chipsets.
Para o relatório da conferência ISSCC 2020 em São Francisco, a organização de pesquisa francesa CEA-Leti mostrou até onde você pode ir usando uma variedade de chipsets e um substrato ativo de interposição. O chip protótipo CEA-Leti combinou os chipsets do substrato 6, cada um dos quais continha 16 núcleos com suas próprias matrizes de memória SRAM e níveis de cache L1, L2 e L3. Assim, o chip CEA-Leti era uma solução de 96 núcleos, que para o observador externo funcionava como um único dispositivo monolítico.
Você diz que a AMD faz algo semelhante há muito tempo (consulte Arquitetura Zen 2 e sua implementação em processadores), enquanto a Intel possui a tecnologia EMIB para uma finalidade semelhante. Mas a engenharia francesa tem uma diferença importante. Os europeus planejam usar interposers ativos para suas futuras plataformas de supercomputadores, enquanto a AMD e a Intel dependem de substratos passivos e esquemas de compensação em chipsets (núcleos).
O interposer ativo CEA-Leti contém três canais de comunicação independentes. Primeiro, todas as matrizes SRAM em todos os núcleos estão conectadas. Em segundo lugar, as matrizes de cache L2 e L3 (cada uma separadamente da outra) são interconectadas. Em terceiro lugar, as matrizes de cache L3 são conectadas à memória externa (do sistema).
A taxa de transferência total da “rede em um chip” (no interposer) é de 3 TB / s por mm2. Nesse caso, os atrasos são de 0,6 ns por mm2. Em todos os chipsets, a memória cache L1 é conectada diretamente fora da rede no interposer através de seus canais. O fato é que a rede, de uma maneira ou de outra, introduz atrasos, o que é inaceitável para a memória L1.
Além disso, blocos para regular a tensão de alimentação dos núcleos são retirados no interposer. Além disso, os desenvolvedores implementaram um regulador de tensão usando um circuito pulsado, o que implica a presença de componentes discretos, como capacitores. Os pesquisadores argumentam que havia espaço suficiente no interposer para reguladores de tensão e capacitores, e esses elementos não precisavam ser levados a nenhum outro lugar. Assim, eles alcançaram um bom indicador para o consumo de energia da solução ao nível de 156 mW por mm2. Para tais decisões sobre interpozers ativos, o futuro é certo na CEA-Leti.
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