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A propos de l'auteur
Mark Papermaster est directeur technique et vice-président exécutif chez AMD.
Depuis plus de cinq décennies, la loi de Moore régit le rythme de l’innovation dans l’industrie des semi-conducteurs, entraînant une évolution de l’espace informatique, des ordinateurs de bureau et ordinateurs portables aux ordinateurs en passant par le cloud computing et l’Internet des objets.
Tous les 18 à 24 mois, le nombre de transistors par unité de surface était doublé dans nos puces en silicium. Cela a permis de réduire les coûts et d’améliorer les performances et la consommation d’énergie des générations successives de puces. À mesure que les micropuces sont devenues plus compactes, elles ont également ouvert la voie à des facteurs de calcul plus minces, notamment les téléphones mobiles, les tablettes et les ordinateurs portables ultra-plats.
La loi de Moore ralentit et il est plus difficile que jamais d’apporter des améliorations tous les 18 à 24 mois. Réduire les dimensions est un défi considérable et il faut plus de temps pour découvrir de nouvelles technologies de fabrication permettant une miniaturisation continue du silicium.
Du point de vue de l'industrie, cette stagnation met vraiment l'accent sur l'innovation. L’approche de la conception des processeurs doit combler les lacunes afin d’apporter des améliorations au niveau des produits au rythme de la loi de Moore traditionnelle.
L'approche Chiplet
Nous avons besoin d'une nouvelle approche en matière de conception de processeurs pour étendre les acquis historiques des dernières décennies aux décennies à venir. L’une des solutions éprouvées est l’approche par chiplets, dans laquelle vous construisez un package de processeur unique utilisant plusieurs chiplets différents et les connectez à l’aide d’un schéma d’interconnexion «die-to-die». Les chiplets permettent d'assembler de manière flexible des cœurs d'E / S, de mémoire et de processeur de manière plus rapide et moins chère. De nombreux acteurs de l'industrie s'orientent vers cette approche de conception modulaire.
Si l'approche de conception prévoit une architecture modulaire, les parties de la conception difficiles à fabriquer peuvent être analysées en petites tailles de matrices. Avec une petite matrice, nous obtenons un rendement accru et un nombre accru de puces par tranche, ce qui contribuera à réduire davantage les coûts de fabrication et à augmenter l'efficacité de la production.
Plusieurs facteurs importants rendent l’architecture de chiplet convaincante:
- Le produit doit avoir un appétit énorme pour les performances de débit, de sorte que le coût de plusieurs matrices plus petites dans l'emballage soit nettement inférieur aux conceptions monolithiques traditionnelles.
- Il doit exister un composant substantiel IP de signal analogique / mixte qui ne bénéficie pas de la technologie de pointe,
- Le produit devrait bénéficier de la flexibilité offerte par la variation du nombre de pinces sur toute la gamme de produits. Par exemple, chez AMD, nous vendons une, deux ou quatre versions de notre architecture «zen» dans les processeurs AMD Ryzen ™, Ryzen ™ Threadripper ™ et EPYC.
Le saut de 7nm
7 nm est une étape importante dans la stratégie de chiplet. Les petits chiplets de processeur de 7 nm sont non seulement efficaces et économiques, mais ils permettent une configurabilité sans précédent en termes de coût et d’alimentation du produit en en alimentant un nombre variable, en fonction des besoins du segment de marché.
L'autre avantage évident est qu'en combinant toute la mémoire et les interfaces d'E / S sur une puce d'E / S monolithique, les entreprises peuvent contribuer à améliorer les performances en réduisant les latences moyennes pour la mémoire et les E / S. Dans les systèmes informatiques tels que les serveurs, où la puissance et les performances sont entièrement dominées par les cœurs et les caches du processeur, il est essentiel de tirer parti des avantages de 7 nm pour cette adresse IP.
Les avantages qui en résultent pour l'utilisateur final sont notamment des performances améliorées, une consommation d'énergie moindre, une latence de mémoire améliorée ainsi qu'une vitesse d'horloge.
L’approche à puce est la nouvelle direction pour l’industrie des semi-conducteurs. Les avancées en termes de performances, d’efficacité et de flexibilité architecturale basées sur cette stratégie modulaire étendront les avantages de la loi de Moore à l’avenir.
De plus, l’utilisation de l’approche chiplet permettra aux nouvelles innovations du secteur des semi-conducteurs de répondre à la demande de performances de traitement sans cesse croissantes et de tâches informatiques spécialisées dans des domaines tels que l’intelligence artificielle, le rendu et la simulation graphiques en temps réel et la superinformatique.
Mark Papermaster est directeur technique et vice-président exécutif de DMLA.
