一段時(shí)間以來(lái)，半導(dǎo)體公司一直在探索擺脫傳統(tǒng)單片 GPU 芯片設(shè)計(jì)的方法，尋找能夠?qū)崿F(xiàn)更好的性能擴(kuò)展同時(shí)將生產(chǎn)成本保持在合理水平的方法。Nvidia 推動(dòng)事物向前發(fā)展的最新方法是使用硅通孔 （TSV） 技術(shù)和增強(qiáng)的功率傳輸方法引入3D 芯片堆疊。這聽(tīng)起來(lái)類似于我們已經(jīng)從 AMD、英特爾和臺(tái)積電那里聽(tīng)說(shuō)過(guò)的技術(shù)，但也存在一些差異。

　　我們已經(jīng)知道英偉達(dá)一直在計(jì)劃擺脫單片芯片設(shè)計(jì)。該公司一直在積極探索使用不同封裝技術(shù)獲得更高性能的方法，最新的方法是使用多芯片模塊 （MCM） 來(lái)構(gòu)建具有持續(xù)性能可擴(kuò)展性的 GPU。

　　早在 2017 年，英偉達(dá)就在國(guó)際計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研討會(huì) （ISCA） 上展示了其 MCM-GPU 設(shè)計(jì)。英偉達(dá)計(jì)劃使用多個(gè)邏輯芯片來(lái)互連大量?jī)?nèi)核，并開(kāi)發(fā)具有持續(xù)性能改進(jìn)的新 GPU，同時(shí)管理成本。隨著 GPU 芯片越來(lái)越大，它們的成本呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，因此制作一些相互連接的較小芯片是更具成本效益的解決方案。MCM-GPU 封裝方法解決了這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗B接多個(gè)芯片，從而提供巨大的性能提升作為回報(bào)。

　　芯片設(shè)計(jì)不限于二維縮放，而這正是英偉達(dá)今天所獲得的專利。Nvidia 提出了“使用擴(kuò)展 TSV 增強(qiáng)功率傳輸?shù)拿鎸?duì)面die”，提出了半導(dǎo)體die的 3D 堆疊，并特別說(shuō)明了使用超長(zhǎng)硅通孔 （TSV） 增強(qiáng)功率傳輸。

　　這種設(shè)置的工作方式是首先使用芯片表面上的探針墊測(cè)試基礎(chǔ)芯片。之后，在第一個(gè)die的表面上形成界面層，覆蓋在已經(jīng)存在的探針焊盤上。最后，取出第二個(gè)die并將其安裝在界面層上，將die間接口的焊盤連接到其他die上的互補(bǔ)連接。這創(chuàng)建了裸片的面對(duì)面安裝，3D 芯片誕生了。

　　Nvidia 的專利專注于使用超長(zhǎng) TSV 增強(qiáng)電力傳輸。當(dāng)像這樣將芯片堆疊在一起時(shí)，您可以連接從邏輯（處理核心）到內(nèi)存的任何東西。通常，連接內(nèi)存不需要太多電力，因此提及增強(qiáng)的電力傳輸使我們得出結(jié)論，Nvidia 計(jì)劃執(zhí)行處理內(nèi)核的堆疊，為 3D 處理器創(chuàng)建面向計(jì)算的方法。

　　當(dāng)然，申請(qǐng)專利并不意味著實(shí)際產(chǎn)品必須使用專利技術(shù)。公司經(jīng)常為發(fā)明申請(qǐng)專利以防止他人這樣做，或者只是作為未來(lái)產(chǎn)品的占位符。無(wú)論哪種情況，我們都已經(jīng)知道 MCM-GPU 方法即將到來(lái)，像 Hopper 這樣的一些下一代 GPU 架構(gòu)可以利用 3D 芯片堆疊的優(yōu)勢(shì)來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。