У TSMC появился быстрый и эффективный интерфейс для объединения нескольких кристаллов в один процессор
Важнейшей частью многокристальных решений в одной упаковке становятся интерфейсы. Раз уж кристаллы разнесены по подложке, соединяющие их шины должны иметь максимально возможную пропускную способность, минимальные задержки и низкое потребление. Сегодня существует с десяток таких открытых и проприетарных интерфейсов. И самый оригинальный из них, возможно, предложила компания Global Unichip Corp, за спиной которой стоит TSMC.
Тестовая плата и инженерный образец интерфейса GLink
Многие из интерфейсов для многокристальных упаковок в качестве крайнего логического элемента шины используют преобразователи SerDes. Это неизменный элемент едва ли не всех классических интерфейсов, преобразующий параллельный набор данных в последовательности для передачи по ограниченному набору линий и делающий обратное преобразование на другом (приемном) конце линий.
Компания Global Unichip Corp (GUC) предлагает отказаться от SerDes как от устаревшего явления. Вместо него GUC предлагает собственный интерфейс GLink (GUC multi-die interLink), а TSMC подготовилась, чтобы по заказам клиентов встраивать GLink в многокристальные упаковки высокопроизводительных чипов, например, в SoC для флагманских смартфонов и не только.
Компания TSMC испытала на практике и готова предоставить симуляции использования интерфейса GLink для многокристальных упаковок типа InFO_oS и CoWoS применительно к 7-нм кристаллам. Утверждается, что GLink выгоднее использовать для указанных упаковок TSMC с несколькими кристаллами площадью до 2500 мм2. Новый интерфейс обеспечивает связь между кристаллами в упаковке без возникновения ошибок в полнодуплексном режиме с пропускной способностью 0,7 Тбит/с на каждый мм интерфейса. При этом потребление составляет всего 0,25 пДж/бит (0,25 Вт на 1 Тбит/с в полнодуплексном режиме).
Согласно полученным результатам, энергопотребление GLink на каждые 10 Тбит/с полнодуплексного трафика на 15-20 Вт ниже, чем в случае использования SerDes. Это в основном происходит по той причине, что SerDes имеют постоянную величину потребления вне зависимости от трафика, а потребление GLink зависит от объема переданных данных. Поэтому в среднем при обычных нагрузках замена GLink на SerDes в для связи кристаллов в упаковках обещает внушительную экономию энергии - до 20 раз.
Два передовых метода многокристальной упаковки чипов компанией TSMC
Наконец, GLink разработала и готовит пакет для лицензирования интерфейсов GLink для 5-нм техпроцесса TSMC и будущего 3-нм. В первом случае скорость обмена повысится до 1,3 Тбит/с на 1 мм интерфейса, а во втором - до 2,7 Тбит/с и все это без повышения потребления для передачи каждого бита данных. Для 5- и 3-нм техпроцесса решения будут доступны в следующем году.
В связи с предложением отказаться от привычного SerDes в угоду GLink, хочется сказать, что сейчас настает время для отказа от привычного. ASIC и спец-чипы для машинного обучения и ИИ распространяются с огромной скоростью. По сравнению с классическими процессорами они так же непривычны и заставляют думать по-новому, и работать по-новому. И это, если подумать, просто замечательно. Индустрия вычислений давно морально застоялась. Ей давно недоставало хорошего пинка.
