TSMC научилась создавать монструозные двухэтажные процессоры размером с пластину

Компания TSMC представила новое поколение платформы «система-на-пластине» (System-On-Wafer) CoW-SoW, в которой применяется технология 3D-компоновки. Основой CoW-SoW является платформа InFO_SoW, представленная компанией в 2020 году, и позволяющая создавать логические процессоры в масштабе целой 300-мм кремниевой пластины. К настоящему моменту только компания Tesla адаптировала эту технологию. Она применяется в её суперкомпьютере Dojo.

Источник изображений: TSMC

В новой платформе CoW-SoW компания TSMC собирается объединить два метода упаковки — InFO_SoW и System on Integrated Chips (SoIC). Благодаря использованию технологии Chip-on-Wafer (CoW) метод позволит размещать память и/или логику непосредственно поверх «системы на пластине». Ожидается, что новая технология CoW-SoW будет готова к массовому производству к 2027 году.

«В будущем метод интеграции в масштабе пластины позволит нашим клиентам объединять ещё больше логических компонентов и памяти. Технология SoW — больше не фикция. Это то, над чем мы уже работаем с нашими клиентами для дальнейшей перспективы её использования в их существующих продуктах. Мы считаем, что передовая технология интеграции на уровне пластин предоставит нашим клиентам возможность продолжать наращивать вычислительные мощности их ИИ-систем или суперкомпьютеров», — сказал Кевин Чжан, вице-президент по развитию бизнеса в TSMC.

Сейчас TSMC рассматривает возможность объединения в рамках платформы CoW-SoW логических процессоров с высокопроизводительной памятью HBM4. Последняя будет иметь 2048-битный интерфейс и располагаться непосредственно поверх логических микросхем. В то же время возможность размещения дополнительной логики на пластине позволила бы оптимизировать производственные издержки.

Процессоры масштаба целой кремниевой пластины (например, WSE компании Cerebras), а также процессоры на платформе InFO_SoW обеспечивают значительные преимущества в вопросе производительности и эффективности за счёт высокой пропускной способности, низкой задержки в межъядерных связях, низкого сопротивления при передаче энергии и высокой энергоэффективности. В качестве дополнительного «бонуса» такие процессоры предлагают возможность размещения огромного количества вычислительных ядер.

Однако у той же технологии InFO_SoW имеются и некоторые ограничения. Например, эффективность процессоров масштаба кремниевой пластины может ограничиваться эффективностью набортной памяти. Платформа CoW-SoW позволяет обойти это ограничение, поскольку в ней планируется применение высокопроизводительной памяти HBM4. В дополнение к этому обработка пластин InFO_SoW осуществляется с применением только одного технологического процесса, и он не поддерживает трёхмерную компоновку. Этот вопрос позволяет решить новая платформа CoW-SoW.