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作为后摩尔时代最关键的技术之一,Chiplets有何优势?

合明科技 👁 2014 Tags:多芯片模块后摩尔时代Chiplets

一、Chiplets有何优势?

AMD采用基于芯片或MCM(多芯片模块)的方法来设计处理器。把每个Ryzen CPU看作是多个独立的处理器,用AMD的话说就是用超级胶水粘在一起。

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一个Ryzen CCX具有4核/8核处理器,以及L3缓存。两个CCX(带有Zen 3的单个8核CCX)被粘在CCD上以创建一个芯片,这是基于Zen的Ryzen和Epyc cpu的基本构建块。多达8个ccd可以堆叠在单个MCM(多芯片模块)上,允许消费级Ryzen处理器(如Threadripper 3990X)最多64核。

这种方法有两大优势。第一个优势是,成本或多或少与核心数量呈线性关系。由于AMD的浪费率与其相对于最多能够创建功能性4核模块(单个CCX)有关,因此他们不必丢弃大量有缺陷的CPU。第二个优势来自于它们能够利用那些有缺陷的CPU本身的能力。英特尔只是将它们淘汰了,而AMD则逐个CCX禁用了功能内核,以实现不同的内核数量。

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例如,Ryzen 7 5800X和5600X都有一个8核的CCD。后者禁用了两个核心,使其具有6个功能核心,而不是8个。当然,这使得它能够以比英特尔更有竞争力的价格销售六核部件。

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但是,什么事情都有两面性,Chiplets方法有一个很大的缺点:延迟。每个晶片都在单独的物理基板上。由于物理定律,这意味着Ryzen cpu在Infinity Fabric上的通信会产生延迟惩罚。这在第一代Ryzen上最为明显。因此,Infinity Fabric速度与内存时钟和内存超频相关,因此可以显著提高CPU性能。

AMD设法通过Ryzen 3000 cpu纠正了这一点,然后通过新推出的Ryzen 5000系列进一步改进了这一点。前者引入了一个大型L3缓存缓冲区,称为"游戏缓存"。L3缓存是系统内存和低级CPU核心缓存(L1和L2)之间的中介。通常情况下,消费级处理器的L3空间很小,例如英特尔的i7 9700K就只有12 MB的L3空间。然而,AMD为3700X配备了32mb的L3内存,而3900X配备了64mb的L3内存。

L3缓存均匀分布在不同的核之间。增加的缓存量意味着,通过一些智能调度,内核可以缓存更多它们需要的东西。缓冲区消除了Infinity Fabric带来的大部分延迟损失。

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Ryzen 5000 cpu更进一步,取消了四个核心CCX,取而代之的是八个核心综合体,每个核心直接连接到CCX/CCD上的其他核心。这改善了核间延迟、缓存延迟和带宽,并为每个核提供了两倍的L3缓存,显著提高了游戏性能。


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二、Chiplets,未来潮流?

作为后摩尔时代最关键的技术之一,Chiplets将满足特定功能的裸片通过die-to-die内部互联技术,多个模块芯片与底层基础芯片的系统封装,实现新形式IP复用。在当前技术进展下,Chiplets方案可实现芯片设计复杂度及设计成本降低,且有利于后续产品迭代,加速产品上市周期。

在如此明显的优势之下,Chiplets自然得到了众多国际巨头的青睐。作为AMD的老对手,Intel也在2023年发布了基于Chiplets技术的第四代至强可扩展处理器和至强CPU Max,以及数据中心GPU Max。

据了解,至强CPU Max拥有56个性能核,内核的4个小芯片使用EMIB连接,进行自然语言处理时高带宽内存优势可提升20倍性能。而数据中心GPU Max是英特尔针对高性能计算加速设计的第一款GPU产品,一个封装中有超过1000亿个晶体管,拥有47个不同的块和高达128GB的内存。

在未来的几年中,我们更可能会看到更多Chiplets方法的使用。这是因为摩尔定律(要求每两年将处理能力提高一倍)已经全面放慢了,单个处理器内核的速度不会每两年提高一倍。

因此,提高性能的唯一方法就是扩展内核和堆叠内核,才让近年来硬件圈仍能保持较快的发展速度。未来对Chiplets的研究,也将继续推进下去。

三、Chiplets芯粒-先进芯片封装清洗:

合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要,一旦选定,就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物,到底哪些才是最备受关注的呢?助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中,它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分,焊后必然存在热改性生成物,这些物质在所有污染物中的占据主导,从产品失效情况来而言,焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素,离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降,松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大,严重者导致开路失效,因此焊后必须进行严格的清洗,才能保障电路板的质量。

合明科技运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

推荐使用合明科技水基清洗剂产品。



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