XPU megoldások

XPU-k egyetlen csomagban ötvözik a CPU-t

XPU

Egy olyan korszakban élünk, amikor a hagyományos megközelítések, mint például a méretezési folyamatok, már nem képesek kielégíteni a teljesítményigényeket. Ilyen körülmények között a XPU-k életképes megoldásként jelennek meg a mesterséges intelligencia és a nagy teljesítményű számítástechnikai alkalmazások számára.

Általánosan elfogadott, hogy az XPU-k egyetlen csomagban ötvözik a CPU-t (központi feldolgozóegység), a GPU-t (grafikus feldolgozóegység) és a memória modulokat. Az XPU négy rétegből áll: számítás, memória, hálózati bemenet/kimenet (I/O) és megbízható csomagolási technológia. Az iparág szakértői az XPU-t a világ legnagyobb processzorának nevezik. Az XPU-t úgy kell megtervezni, hogy az gyorsító, memória és I/O sávszélesség megfelelő arányban legyen benne. Emellett fontos, hogy megoldást nyújtson a közvetlen vagy közvetett memóriatulajdonlás kényszereire. 

A 2,5D integráció

A 2,5D integráció, amely több chipletet és nagy sávszélességű memóriamodult (HBM) egy interposerre helyez, kezdetben jól szolgálta a munkaterhelést. Az egyre összetettebb nagy nyelvi modellek (LLM-ek) és képzésük azonban szükségessé teszik a 3D szilícium rétegezést a nagyobb teljesítmény érdekében. Ezután a 3,5D integráció, amely a 3D szilícium rétegezést 2,5D csomagolással kombinálja, az XPU-k megjelenésével a következő szintre lép. A Broadcom XDSiP állítása szerint több mint 6000 mm² szilíciumot és akár 12 HBM egységet integrál egyetlen csomagba. Mindezt úgy érik el, hogy fejlesztenek egy szemtől szemben (F2F) elhelyezett eszközt, amely jelentős javulást ér el az összekapcsolási sűrűség és az energiahatékonyság terén a szemtől hátra (F2B) megközelítéssel szemben.

Az F2B csomagolás olyan 3D integrációs technika, amelyben az egyik lapka felső fémrétegét egy másik lapka hátoldalával kötik össze. Ezzel szemben az F2F kapcsolat két lapkát szerel össze, amelyek végén magas szintű fémösszeköttetés van, és nincs szükség vékonyítási lépésre. Az F2F rétegezés közvetlenül összeköti a felső és az alsó lapkák felső fémrétegeit, ami sűrű, megbízható kapcsolatot biztosít minimális elektromos interferenciával és kivételes mechanikai szilárdsággal. 
A fejlett csomagolás kritikus fontosságú a következő generációs XPU-klaszterek számára, ahogy elérjük a Moore-törvény határait – mondta Frank Ostojic, a Broadcom ASIC Products Division vezető alelnöke.

Broadcom

A chipkomponensek függőleges rétegezésével a Broadcom 3,5D platformja lehetővé teszi a chiptervezők számára, hogy az egyes komponensekhez a megfelelő gyártási folyamatokat párosítsák. Ezzel csökken az interposer és a csomagméret, ami jelentős teljesítmény-, hatékonyság- és költségjavulást eredményez.

www.edn.com