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Intel新芯片采用chiplet設計

2021-10-27
來源:半導體行業(yè)觀察
關鍵詞: chiplet設計

  英特爾于去年年底正式 確認 ,其第 4 代至強可擴展“Sapphire Rapids”處理器將采用封裝 HBM 內存,但該公司從未展示過配備 HBM 的實際 CPU 或透露其 DRAM 配置。在本周早些時候由 IMAPS 主辦的國際微電子研討會上,該公司終于展示了帶有 HBM 的處理器,并確認了其多芯片設計。

  雖然英特爾 多次確認Sapphire Rapids 處理器將支持 HBM(大概是 HBM2E)和 DDR5 內存,并且無論有沒有 主 DDR5 內存都可以使用 HBM ,但它從未展示過真正配備 HBM 的 CPU,直到本周。

  事實證明,四個 Sapphire Rapids 小芯片中的每一個都有兩個 HBM 內存堆棧,它們使用兩個 1024 位接口(即 2048 位內存總線)。正式而言,JEDEC 的 HBM2E 規(guī)范最高數據傳輸速率為 3.2 GT/s,但去年 SK Hynix 開始批量生產額定運行速度為3.6 GT/s 的16GB 1024 引腳已知良好堆疊芯片 (KGSD)  。

  如果英特爾選擇使用此類 KGSD,HBM2E 內存將為 Sapphire Rapids CPU 提供高達 3.68 TB/s 的峰值內存帶寬(或每個芯片 921.6 GB/s),但僅適用于 128GB 的內存。相比之下,SPR 的 8 個 DDR5-4800 內存通道支持每個通道一個模塊并提供 307.2 GB/s 的內存,使用三星最近發(fā)布的512GB DDR5 RDIMM 模塊可支持至少 4TB 內存 。

  還值得注意的是配備 HBM 的 Sapphire Rapids 采用大型 BGA 外形,并將直接焊接到主板上。這并不特別令人驚訝,因為英特爾的 LGA4677 外形尺寸非常窄,而且 CPU 的封裝上沒有足夠的空間用于 HBM 堆棧。

  此外,需要像 HBM 這樣的非常高性能的內存子系統(tǒng)的處理器往往具有以高時鐘工作的內核負載和非常高的 TDP。請記住,HBM 堆棧也很耗電,因此開發(fā)一個適合HBM 的插座可能并不容易。因此,看起來配備 HBM 的 SPR 只會提供給特定的客戶(就像英特爾的 Xeon Scalable 9200 CPU,最多 56 個內核)并且主要針對超級計算機。

  另一件需要注意的事情是圖像上 SPR 小芯片的形狀是矩形而不是 方形 (如 LGA4677 封裝的 Sapphire Rapids 早期圖像)。該圖片的作者說,它來自一張英特爾圖表,“由英特爾員工提供并標記為 SPR,并在口頭上注明為 Sapphire Rapids”。也就是說,看起來支持 HBM 的 Sapphire Rapids CPU 可能具有與常規(guī) SPR 處理器不同的小芯片配置(歸根結底,常規(guī)至強可擴展 CPU 不需要占用芯片空間的 HBM 接口)。

  英特爾的 Sapphire Rapids 處理器將采用一系列新技術,包括 PCIe Gen 5 支持以及用于頂部加速器的 CXL 1.1 協(xié)議、支持 DDR5 和 HBM 的混合內存子系統(tǒng)、英特爾的高級矩陣擴展 (AMX) 以及設計的 AVX512_BF16 和 AVX512_VP2INTERSECT 指令用于數據中心和超級計算機工作負載,以及英特爾的數據流加速器 (DSA) 技術。

  今年早些時候,我們了解到英特爾的 Sapphire Rapids 使用 多芯片封裝 ,芯片之間具有 EMIB 互連,這與其前輩的單片不同。雖然內核數量取決于產量和功率(一些報告表明 SPR 將具有多達 56 個活動內核,但實際小芯片可能攜帶多達 80 個內核),但很明顯第 4 代 Xeon Scalable 將率先使用英特爾最新的封裝技術和設計范例。




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