На ежегодном мероприятии Hot Chips на этой неделе глава Intel Пэт Гелсингер рассказал о следующем этапе развития микроархитектуры. Речь шла о технологии 3D-упаковки Foveros, которая даст Intel возможность быстрее решать усложняющиеся задачи в сфере полупроводников.

Процессоры Intel Core 13-го поколения скоро поступят в продажу, но в плане микроархитектуры в них нет ничего революционного. Intel продолжила применять техпроцесс Intel 7, на котором основаны и процессоры Alder Lake. Разве что вырастут тактовые частоты и разгонный потенциал.

Ещё Intel работает над более интересной архитектурой Meteor Lake на основе чиплетов. В отличие от AMD, Intel не торопится бросать монолитные системы на кристалле и пока использовала многомодульный подход только в серверных процессорах, вроде семейства Sapphire Rapids, и в графических вычислительных ускорителях Ponte Vecchio.

Несмотря на это, в компании считают, что будущее не в том, чтобы уместить больше транзисторов в один чип. Intel работает с AMD, Arm, Samsung, Qualcomm, Google, TSMC и другими над отраслевым стандартом Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe). Он позволит производителям устройств устанавливать сочетания компонентов от разных поставщиков чипов.

В каждом корпусе Meteor Lake будет четыре чиплета, лишь один из них будет производить сама Intel. Она займётся созданием основного модуля на техпроцессе Intel 4, а остальные три сделает TSMC, быть может на трёх разных техпроцессах.

Звучит сложно и дорого, но на самом деле разбиение крупной монолитной конструкции на части повышает производительность и гибкость. Так можно будет выбирать оптимальный технологический процесс для CPU, графического процессора, модуля расширения ввода-вывода и компонентов SoC. Эти модули связаны технологией 3D Foveros, которую Intel собралась использовать и в процессорах Arrow Lake и Lunar Lake.

Впервые её показали примерно три с половиной года назад. Ключевой особенностью Foveros станет соединение чипов «лицом к лицу», что достигается с помощью крошечных контактов размером 36 мкм. Это позволит производителям укладывать чипы друг на друга с целью повышения производительности и снижения энергопотребления.

Интерпосер Foveros первого поколения повышает пропускную способность вдвое или втрое по сравнению с кремниевым интерпозером. Он масштабируется от конструкции 3 Вт до 1 кВт. Как и недолго просуществовавшие процессоры Lakefield, Intel производит этот промежуточный модуль на основе уникального процесса 22FFL, оптимизированного под рост энергоэффективности.

Intel собирается использовать Foveros со своей технологией 2.5D под названием Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB). Она применяется в семействах продуктов Stratix и Agilex FPGA для соединения смежных кристаллов в 2D-плоскости. Эти методы компоновки уже применяются в процессорах Sapphire Rapids, которые ожидаются в датацентрах до конца года. Это относится и к GPU Ponte Vecchio, которые должны стать в 2,5 раза мощнее по сравнению с Nvidia A100.

Ponte Vecchio содержит более 100 млрд транзисторов на 47 чиплетах и может выдавать производительность до 52 TFLOPS в вычислениях FP32/FP64. На этом Intel останавливаться не собирается.

К 2030 году компания хочет добраться до триллиона транзисторов в одном корпусе, чему должны помочь технологии Foveros Omni и Forveros Direct. Теоретически Intel может использовать гибридные межсоединения с выступами 1 мкм и объединять несколько плиток верхнего кристалла с основаниями на разных технологических узлах. Промышленное производство ожидается в будущем году.

Обладатели чипов Meteor Lake получат их по прежней цене, несмотря на рост сложности и скорости. Intel пока только начинает промышленное производство потребительских чипов с использованием 3D-упаковки Foveros. Это не мешает её быть уверенной в том, что стоимость будет прежней или даже меньше по сравнению с монолитными чипами на одном кристалле.

Intel не говорит о приросте производительности от межсоединений Foveros, но речь идёт о «нескольких гигагерц» даже в пассивной конфигурации. Есть слухи о поддержке трассировки лучей встроенной графикой процессоров 14-го поколения.

Возможность объединения компонентов на старых и новых технологических процессах будет выгодной для развития техпроцессов самой Intel. Она сможет использовать опыт TSMC в сфере ультрафиолетовой литографии (EUV), работая над внедрением большего числа её методов в собственные технологические процессы, пишет Techspot.