Ключевые выводы
- Растущая революция в упаковке чипов объединяет компоненты для большей мощности.
- Новые чипы Apple M1 Ultra соединяют два чипа M1 Max с помощью 10 000 проводов, по которым передается 2,5 терабайт данных в секунду.
-
Apple утверждает, что новый чип также более эффективен, чем его конкуренты.
Слияние компьютерного чипа с другими компонентами может привести к значительному приросту производительности.
Новые чипы Apple M1 Ultra используют достижения в области производства чипов, называемой «упаковкой». UltraFusion компании, название ее технологии упаковки, связывает два чипа M1 Max с 10 000 проводов, которые могут нести 2.5 терабайт данных в секунду. Этот процесс является частью растущей революции в упаковке чипсов.
«Усовершенствованная упаковка является важной и развивающейся областью микроэлектроники», - сказал Lifewire Янош Верес, технический директор NextFlex, консорциума, который работает над продвижением производства печатной гибкой электроники. «Обычно речь идет об интеграции различных компонентов уровня кристалла, таких как аналоговые, цифровые или даже оптоэлектронные «чиплеты», в сложный корпус».
Сэндвич с чипсами
Apple создала свой новый чип M1 Ultra, объединив два чипа M1 Max с помощью UltraFusion, собственного метода упаковки.
Обычно производители чипов повышают производительность, соединяя два чипа через материнскую плату, что обычно приводит к значительным компромиссам, включая увеличение задержки, снижение пропускной способности и увеличение энергопотребления. Apple применила другой подход с UltraFusion, который использует кремниевый переходник, который соединяет чипы через более чем 10 000 сигналов, обеспечивая увеличение 2.5 ТБ/с с низкой задержкой, межпроцессорная пропускная способность.
Этот метод позволяет M1 Ultra вести себя и распознаваться программным обеспечением как один чип, поэтому разработчикам не нужно переписывать код, чтобы воспользоваться его производительностью.
«Соединяя два кристалла M1 Max с нашей архитектурой упаковки UltraFusion, мы можем масштабировать кремний Apple до беспрецедентно новых высот», - сказал в пресс-релизе Джонни Сроуджи, старший вице-президент Apple по аппаратным технологиям. «Благодаря мощному процессору, массивному графическому процессору, невероятному Neural Engine, аппаратному ускорению ProRes и огромному объему объединенной памяти M1 Ultra дополняет семейство M1 как самый мощный и функциональный чип для персонального компьютера в мире».
Благодаря новому дизайну корпуса M1 Ultra оснащен 20-ядерным ЦП с 16 высокопроизводительными и четырьмя высокоэффективными ядрами. Apple утверждает, что этот чип обеспечивает на 90 % более высокую многопоточную производительность, чем самый быстрый доступный 16-ядерный чип для настольных ПК с таким же энергопотреблением.
Новый чип также более эффективен, чем его конкуренты, утверждает Apple. M1 Ultra достигает пиковой производительности чипа ПК, потребляя на 100 Вт меньше энергии, а это означает, что потребляется меньше энергии, а вентиляторы работают тихо даже при работе с ресурсоемкими приложениями.
Сила в цифрах
Apple - не единственная компания, изучающая новые способы упаковки чипов. AMD представила на Computex 2021 технологию упаковки, которая укладывает маленькие чипы друг на друга, называемую 3D-упаковкой. Первыми чипами, использующими эту технологию, станут чипы для игровых ПК Ryzen 7 5800X3D, которые ожидаются в конце этого года. Подход AMD, называемый 3D V-Cache, объединяет высокоскоростные микросхемы памяти в процессорный комплекс для повышения производительности на 15%.
Инновации в упаковке чипов могут привести к появлению новых видов гаджетов, которые будут более плоскими и гибкими, чем те, что доступны в настоящее время. По словам Вереса, одной из областей, где наблюдается прогресс, являются печатные платы (PCB). Сочетание усовершенствованной упаковки и усовершенствованной печатной платы может привести к созданию печатных плат «системного уровня» со встроенными компонентами, исключая дискретные компоненты, такие как резисторы и конденсаторы.
Новые технологии изготовления микросхем приведут к «плоской электронике, оригами-электронике и электронике, которую можно раздавить и раскрошить», - сказал Верес. «Конечная цель будет состоять в том, чтобы полностью устранить различие между корпусом, печатной платой и системой».
Новые технологии упаковки микросхем соединяют различные полупроводниковые компоненты с пассивными частями, - сказал Тобиас Готшке, старший менеджер проекта нового предприятия SCHOTT, производящего компоненты печатных плат, в интервью Lifewire по электронной почте. Такой подход может уменьшить размер системы, повысить производительность, справиться с большими тепловыми нагрузками и снизить затраты.
SCHOTT продает материалы, позволяющие производить печатные платы из стекла. «Это позволит получить более мощные корпуса с большей производительностью и более жесткими производственными допусками, а также позволит создавать более компактные экологически чистые чипы с уменьшенным энергопотреблением», - сказал Готшке.
