O TSMC acredita que a integração da memória nos processadores é indispensável

Em agosto, na cerimônia de abertura do evento Hot Chips, o capítulo 31 da AMD Lisa Su teve a honra de dar uma palestra e responder a perguntas da platéia, mas Philip Wong, vice-presidente de engenharia da TSMC, foi o segundo orador de alto nível convidado. tendências de desenvolvimento futuro de toda a indústria de microprocessadores. Ele falou moderadamente sobre o progresso da TSMC no desenvolvimento de novas tecnologias, citando apenas a vontade de começar a produção de produtos de 5 nm em 2020.
O Dr. Vaughn iniciou sua apresentação com uma declaração sobre a vitalidade inquestionável da “Lei de Moore”, uma regra empírica formulada nos anos sessenta do século passado pelo co-fundador da Intel, Gordon Moore. Em uma parte estável de sua trajetória nos últimos anos, a lei de Moore quase garantiu uma duplicação da densidade de transistores por unidade de área de um chip semicondutor uma vez a cada dois anos. Depois que a própria Intel “tropeçou” em suas próprias ambições no desenvolvimento da tecnologia de 10 nm, especialistas de todos os tipos começaram a dizer que a lei de Moore, em sua interpretação usual, sobreviveu a si mesma. Philip Vaughn declarou com toda a responsabilidade que esta lei não estava apenas viva, mas até “não doente”, o que causou uma reação de aprovação por parte do público.

Fonte da imagem: YouTube, Hot Chips

Vaughn até teve a coragem de sugerir que a taxa atual de aumento na densidade de transistores pudesse ser mantida até meados deste século, pelo menos. Isso foi feito com várias reservas importantes. Primeiro, será necessário passar de cristais monolíticos para arranjos com vários chips. Curiosamente, como ilustração, um representante do TSMC naquele momento demonstrou imagens de GPUs NVIDIA com memória HBM2. Pelo menos, eles de alguma forma recorrem ao exemplo de aplicação do layout 2.5D.
Em segundo lugar, será preciso adotar novos materiais com uma estrutura molecular longe de ser natural. De fato, é hora da indústria de semicondutores expandir o uso da nanotecnologia. Os mesmos nanotubos de carbono foram usados ​​em nível experimental por mais de uma década consecutiva, agora precisamos apenas avançar para a introdução em massa.

Fonte da imagem: YouTube, Hot Chips

Em terceiro lugar, microcircuitos e processadores terão que mudar para o layout espacial. A integração da memória nos processadores, Dr. Won, geralmente chamava de um dos principais fatores para manter o ritmo de desenvolvimento da indústria. Se na primeira integração da memória e dos processadores com casos separados for fornecida, no futuro eles serão integrados no nível do silício em um pacote. O TSMC está conduzindo experimentos relevantes há muito tempo – embora até agora apenas dentro da estrutura da tecnologia de 22 nm e usando os tipos de memória não mais populares.

Fonte da imagem: YouTube, Hot Chips

As prioridades corretas, conforme observado pelo vice-presidente do TSMC, devem ser preservadas ao escolher o tipo de memória que será integrada ao processador. A largura de banda da memória é sempre mais importante que a latência, como explica o Dr. Vaughn. Uma limitação tecnológica importante ao usar o layout da pilha, ele disse, é a capacidade de montar usando temperaturas não muito altas. Se você precisar soldar a camada superior da pilha a temperaturas acima de 400 graus Celsius, as camadas inferiores poderão sofrer superaquecimento. Além disso, as camadas da pilha devem ser finas o suficiente para fazer orifícios através de conexões verticais, sem esforço desnecessário.
A memória não volátil no futuro também será integrada em um único pacote com um processador e elementos da lógica do sistema. Em seu desenvolvimento, a indústria deve alcançar o uso da integração monolítica. Pontes de silício serão coisa do passado.
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