Chiplet işlemciler gelecek mi?

Chiplet tipi işleme birimleri, daha önce gördüğümüz gibi, giderek daha yaygın hale geliyor. Bu tür paketleme yeni değil, geçmişte kullanılıyordu, ancak şimdi çekirdek sayısını (hem CPU’larda hem de GPU’larda) artırmaya devam etmek ve verimi bozmamak ve dolayısıyla yongaların monolitik devam etmesi giderek daha önemli hale geliyor. fiyatlarını birçok kişinin ulaşamayacağı rakamlara yükseltmek için.

Ama şimdi soru şu: Onlar gerçekten gelecek mi? Yoksa daha iyi çözümler gelirken sadece bir “yama” mı?

Chiplet konseptinin avantajları ve dezavantajları

amd globalfoundries ryzen işlemci

Monolitik bir çipte veya bir çipte uygulanan aynı tasarım karşılaştırılırsa, her ikisi karşılaştırıldığında bazı avantajlar ve dezavantajlar gözlemlenebilir. Chiplete dayanarak, dikkate değer artıları ve eksileri şunlardır:

  • Chiplet’in avantajları:
    • Monolitik bir devre kadar verimi etkilemeden daha karmaşık veya daha fazla sayıda işlem birimine sahip bir devrenin uygulanmasına izin verir.
    • Bu nedenle, daha ucuzdur, monolitik yongalardan oluşan bir gofretteki kadar çok işlevsiz birimi elden çıkarmak zorunda kalmaz.
  • Chiplet Dezavantajları:
    • Daha kötü performansa sahipler, sadece çip üzerinde değil, çip dışı birimlerle arayüz oluşturmak zorunda kalıyorlar.
    • Daha karmaşık paketleme ihtiyacı.
    • Ara bağlantı için ek mantık geliştirmeniz gerekiyor.

Bu noktaları tartarak, yeni bir mikromimari tasarımıyla karşı karşıya kalan mühendisler veya mimarlar, en iyi sonuçları elde etmek için en iyi uzlaşmaya sahip olanı seçmelidir. Seçim yapmak her zaman o kadar kolay değildir.

Gelecek mi yoksa sadece şimdi mi?

amd epyc milan x

Gelecek olup olmadıklarının cevabı evet veya hayır olabilir. Bir yandan, giderek daha fazla yonga tipi işleme birimi göreceğiz ve bu da kademeli olarak monolitik tasarımları daha basit entegre devrelere bırakacak. Bu şekilde, verimi (gofretlerin performansını) etkilemeden birim veya çekirdek bazında ölçeklendirmeye devam etmek mümkün olacaktır.

En iyi grafik kartlarıyla ilgili kılavuzumuzu okumak elbette ilginizi çekecektir.

Ancak chiplet tasarımları tek başına gelecek değil. İşlem birimlerinin performansını artırmaya devam etmek için, silikon bazlı yarı iletkenlerden performans çıkarmaya devam etmeye yardımcı olacak birçok teknoloji ve paradigma birleşecek (ki, Intel’den François Piednöel’in bir keresinde bana söylediği gibi, ölecek. ve hala bilmiyor) bu yarı iletkenin sınırına ulaşmış olacaktır).

Tek çekirdekten daha fazla performans elde etmek için mikro mimarileri geliştirmek giderek daha zor hale geliyor, bu yüzden çok çekirdeğe ve onlardan yavaş yavaş çok çekirdeğe geçtiler. Bu nedenle teknolojinin durgun kalmamasına yardımcı olacak başka çözümler bulmak hayati önem taşıyor.

Chiplet konseptini akılda tutacak teknolojiler

Chiplet konseptine eşlik edecek en umut verici teknolojiler arasında şunlar yer alıyor:

  • HBM: Bu bellek türü, AMD GPU’lar gibi bazı tasarımlar için zaten kullanılmıştır. Ancak, CPU’lar için de iyi bir çözüm olabilir. İşlem biriminin ihtiyaç duyduğu “her şeyi” yakın bir alanda ve daha az gecikmeyle depolamasına izin veren bir tür yüksek bant genişliğine sahip bellektir. HBM bellek yongaları, işleme birimleriyle birlikte chiplet tarzı (2.5D paketleme veya MCM) paketlenebilir.
  • 3D paketleme: Aynı alanda daha fazla devre olması için, bu tip üç boyutlu paketlemeye dayalı bazı ürünler de piyasaya sürülmeye başlandı. Yani talaşlar üst üste monte edilir ve kalıplardan geçen yollar vasıtasıyla birbirine bağlanır. Bu şekilde, örneğin, AMD’nin 3D V-Cache’i gibi bir işlem biriminin üzerine bir önbellek bellek yongası yerleştirebilirsiniz. Ve daha fazla önbellek, bir ıskalama meydana geldiğinde daha az ceza vererek, TLB’nin daha yüksek ve daha yavaş bellek seviyelerinde veri veya talimat aramak zorunda kalmamasını sağlayarak daha fazla performans anlamına gelir.
  • DSA’lar ve FPGA’lar: İşlem birimine yakın “kapatılabilen” ve entegre edilebilen tek şey HBM belleği veya önbelleği değildir. FPGA’lar, örneğin DSA’lar (Etki Alanına Özgü Hızlandırıcı), yani belirli bir görevi hızlandırmak için özel olarak tasarlanmış işlemciler gibi uygulanabileceği yerlere de entegre edilebilir. Apple bunları Neural Engine gibi A-Serisi SoC’lerinde zaten kullanıyor. Bu, AI uygulamalarını hızlandırmak için bir DSA örneği olabilir. Ve sadece bunun için iyi değiller, diğer kritik görevleri hızlandırmak için de kullanılabilirler. Avrupa işlemcisini yaratmaya yönelik EPI projesi buna iyi bir örnektir. HBM ve ayrıca RISC-V tabanlı bir hızlandırıcı ile FPGA eşliğinde yüksek performanslı 72 çekirdekli Arm CPU yongası kullanacaklar.
  • Heterojen bilgi işlem: Elbette geleceğe bakıldığında, heterojen bilgi işlem de eksik olamaz. Ve 3D ve MCM paketlemenin avantajları bu paradigma için mükemmel olabilir. Yakın zamana kadar, birkaç örnek vermek gerekirse, CPU mantıktan, grafiklerin GPU’sundan ve sesin DSP’sinden sorumluydu. Ancak, neden her birimin elinden gelenin en iyisini ve en verimli şekilde yapmasına izin vermesinler? Bu, örneğin, vektör ve SIMD olduğu için CPU’dan daha iyi yaptığı bir şey olan belirli kayan noktalı matematiksel hesaplamaları gerçekleştirmesi için GPGPU’ya emanet etmek, DSP’ye daha hızlı yapabileceği belirli ekleme işlemlerini gerçekleştirmek için emanet etmek ve diğer birimlere göre daha az enerji tüketen vb.
  • Optik ara bağlantılar: Gecikmeyi azaltmak, bant genişliğini ve veri yollarının veya ara bağlantıların hızını artırmak, şu anda büyük bir darboğaz olduğu için özellikle ana bellek ve işlem birimleri arasında bir önceliktir. Bunu mümkün kılmak için, optik tabanlı bağlantılar üzerinde deneyler yapıyorlar, yani elektrik sinyalleri yerine ışık darbeleri (çok daha hızlı) kullanıyorlar. ADSL bağlantısını bakır kabloyla fiber optikle karşılaştırmaya benzer bir şey…
  • AI: Sonuç olarak, sinir ağları ve yapay zekanın da söyleyecek çok şeyi var. Bu teknolojiler sayesinde geliştirilebilecek bazı görevler var. İşlem birimlerinin bazı alanlarında sinir ağlarının uygulanması bile performanslarını iyileştirebilir. Örneğin atlama tahmin ünitesinde, geleneksel tablolara dayalı olmak yerine, hangi atlamaların daha sık alındığını ve hangilerinin yapılmadığını öğrenmek için bir sinir ağı kullanılabilir. Bütün bunlar daha büyük başarılara ve dolayısıyla tahmindeki bir başarısızlık nedeniyle boru hattının daha az boşaltılmasına neden olacaktır.

Piyasadaki en iyi işlemciler hakkındaki kılavuzumuzu okumanızı öneririz.

Chiplet sistemleri sizin için gelecek mi? İşlemci ve grafik kartı üretiminde en hızlı büyüyen teknoloji olduğu için bizim için evet olduğu açıktır.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.