Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм

24
Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм

Один из самых эзотерических элементов Дня архитектуры Intel 2020 подошел к концу, когда Intel потратила несколько минут на обсуждение того, что, по ее мнению, является будущим некоторых своих продуктов. Бриджеш Трипати, вице-президент и технический директор группы Intel по клиентским вычислениям, изложил свое видение будущего своих клиентских продуктов на период 2024+. Основываясь на производственном процессе Intel 7+, цель заключалась в том, чтобы реализовать «Клиент 2.0» – новый способ предоставления и обеспечения иммерсивного опыта за счет более оптимизированной стратегии разработки микросхем.

Чиплеты не новы, особенно с недавними запусками конкурентов Intel, и по мере того, как мы переходим к разработке более сложных технологических узлов, эра чиплетов обеспечивает более быстрое время вывода на рынок, а также лучшее объединение и выход продукта. Ключевым моментом является определение того, как эти чиплеты подходят друг к другу, и в каких точках имеет смысл смешивать и сопоставлять соответствующие. Intel уже говорила об этом раньше в более общем контексте на своем Дне технологий и производства 2017, как показано на изображении карусели вверху.

Цель здесь состоит в том, чтобы смешивать и согласовывать, какие технологические узлы лучше всего подходят для разных частей микросхемы. Похоже, что Intel намерена реализовать это видение, начав со своей 7-нм платформы. На Дне архитектуры 2020 Бриджеш Трипати показал этот слайд:

Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм

Слева типичный дизайн микросхемы – монолитный со всем необходимым. Что касается передовых продуктов Intel, то на их разработку уходит 3-4 года, а ошибки в кремнии обнаруживают сначала как Intel, так и позже партнеры Intel, поскольку они могут увеличить время включения кремния на несколько порядков.

В середине – базовая компоновка чиплета, похожая на слайд 2017 года, где различные функции кристалла разделены на отдельные модули. Предполагая согласованное межсоединение, есть некоторое повторное использование кремниевых элементов, таких как AMD, использующих одни и те же основные вычислительные кристаллы на клиенте и сервере. Для некоторых компаний, производящих полупроводники (кроме Intel), мы именно здесь.

Справа – то, где Intel видит свое будущее. Вместо однозначного числа чиплетов в продукте он представляет мир, в котором каждый IP-адрес может быть разделен на несколько чиплетов, что позволяет создавать продукты с различными конфигурациями, которые подходят для рынка. В этом случае чиплет может быть каналом PCIe 4.0 x16 – если продукту требуется больше, он просто добавляет больше этих чиплетов. То же самое с каналами памяти, ядрами, медиаускорителями, AI-ускорителями, механизмами трассировки лучей, криптоускорителями, графикой или даже до SRAM и блоков кеширования. Идея состоит в том, что каждый IP-адрес можно разделить, а затем масштабировать. Это означает, что чиплеты крошечные, их можно построить относительно быстро, а ошибки следует устранять очень быстро.

Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм

На этой диаграмме мы рассматриваем долгосрочное видение Intel для клиента – базовый промежуточный преобразователь с встроенной памятью (что-то вроде L3 или L4), который может действовать как основной кеш SRAM для всего кристалла, а затем поверх из этого мы получаем 24 разных чиплета. Чиплеты могут быть графикой, ядрами, искусственным интеллектом, мультимедиа, вводом-выводом или чем-то еще, но они могут быть смешаны и согласованы в зависимости от того, что необходимо. Создателю контента может потребоваться баланс между хорошим ускорением графики и вычислительными возможностями, в то время как геймер может захотеть сосредоточиться исключительно на графике. Корпоративному клиенту или рабочей станции может потребоваться меньше графики и больше для вычислений и искусственного интеллекта, тогда как мобильная версия чипа будет в значительной степени инвестирована в ввод-вывод.

Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм

Как всегда, существует некоторый компромисс между размером чиплета и сложностью фактического объединения их в систему с несколькими кристаллами. Любая связь между чиплетами требует больше энергии, чем монолитная интерпретация, и обычно обеспечивает более высокую задержку. Также необходимо управлять тепловыми параметрами, поэтому иногда эти чиплеты ограничены доступными тепловыми свойствами. Расположение нескольких кристаллов также вызывает головную боль для мобильных устройств, где z-высота имеет решающее значение. Однако преимущества, которые дает использование правильного процесса в нужное время для правильного продукта, велики, так как это помогает обеспечить как производительность, так и мощность при минимальных затратах. Это также дает возможность внести 3rd party IP быстро, если на сцене появится что-то потрясающее.

Единственным недостатком здесь является то, что Intel не особо много говорила о клее, который связывает все это воедино. Стратегии Chiplet полагаются на сложные высокоскоростные протоколы межсоединений, индивидуальные или иные. В настоящее время Intel использует либо простые протоколы памяти, либо расширения матрицы FPGA – большие из них для серверных процессоров, таких как UPI, не обязательно подходят для этой задачи. CXL может быть здесь будущим, однако текущий CXL построен на PCIe, что означает сложный контроллер CXL / PCIe для каждого чиплета, который, вероятно, быстро потребует энергии.

Intel заявила, что они изобретают новую упаковочную технологию и новые уровни связи для взаимодействия между кремнием – в настоящее время протоколы не раскрываются, однако Intel признает, что для достижения такого уровня масштабирования ей придется выйти за рамки того, что компания имеет сегодня, и это потребует создания стандартов и инноваций в этой области. Цель состоит в том, чтобы создать и поддерживать стандарты, и первое воплощение будет иметь некоторую встроенную стандартизацию. Intel заявляет, что это метод экстремальной дезагрегации, и отмечает, что не все, что подключено, должно иметь высокую пропускную способность (например, USB) или согласованное межсоединение – Intel видит цель в использовании нескольких протоколов во всем спектре.

Также существует рынок разработчиков, который можно использовать для более однородной реализации ресурсов в любом конкретном продукте. Без тщательного планирования и соответствующего кодирования существует вероятность отказа определенных конфигураций чиплетов, если, например, разработчик ожидал определенного соотношения вычислений и графики. Это не то, что OneAPI может легко исправить.

Это все проблемы, которые Intel предстоит решить, хотя у них есть несколько лет, чтобы они реализовались. Нам сказали, что внутреннее имя – Client 2.0, хотя, вероятно, к нему будут добавлены дополнительные маркетинговые элементы, поскольку Intel начнет говорить о нем более подробно.

Связанное чтение

  • Взаимосвязанное будущее Intel: объединение чиплетов, EMIB и Foveros
  • Intel 7 нм задерживается на 6 месяцев; Компания должна использовать «прагматичный» подход к использованию сторонних фабрик
  • Intel Lakefield Deep Dive: все, что нужно знать о первом гибридном процессоре x86
  • Intel начнет массовое использование нанопроволочных / наноленточных транзисторов «через пять лет»