A diferença da estratégia da INTEL (EMIB - Embedded Multi-Die Interconnect Bridge / Foveros)
vs
AMD (MCMs ou Módulos Multi-Chip)
O 3D V-Cache da AMD assume a liderança em pacotes avançados
AMD just vaulted back into the advanced packaging lead last night with their 3D V-Cache technology.
semiaccurate.com
AMD has confirmed that the 3D V-Cache stack chiplet technology will be introduced in its Zen 3 powered Ryzen CPUs coming early next year.
wccftech.com
A AMD acabou de voltar à liderança em embalagens avançadas ontem à noite com sua tecnologia 3D V-Cache. SemiAccurate tentará explicar por que isso está muito além do que outros fizeram ou mesmo mostraram.
Mostre-me o dinheiro do cache!
Aula de História:
A AMD é frequentemente considerada a primeira no mercado de massa com um produto de embalagem 2.5D em sua
GPU Fiji em 2015 . Ele usa
memória HBM em um mediador passivo de silício, basicamente uma CPU gigante sem transistores. Pode estar pegando lêndeas, mas a Xilinx chegou lá vários anos antes com
seus grandes FPGAs Virtex, mas eles têm um preço ligeiramente diferente. A mensagem para levar para casa aqui é que o silício em embalagens de silício já existe há um tempo e a AMD é a líder absoluta na fabricação de dispositivos de volume 2.5D com preços de mercado de massa. Ninguém mais fez isso de forma consistente e econômica.
Passando para uma tecnologia menos avançada, a AMD foi para MCMs ou Módulos Multi-Chip em 2017 com Nápoles e depois para chips em 2019 com Roma, ambos produtos de servidor que venderam dezenas de milhões de dispositivos. Do lado do consumidor, os grandes Ryzens da geração Roma também usaram a mesma tecnologia e venderam uma ordem de magnitude a mais de chips.
O problema com os MCMs e os chips é que eles são tecnologia antiga, os MCMs existem desde o início dos tempos e são antigos. A AMD os usou com eficácia devastadora no mercado, mas isso foi devido ao planejamento inteligente e à visão geral, o pensamento clássico fora da caixa. Eles usaram bem as ferramentas que possuíam, em vez de fazer algo tecnicamente novo. Embora você possa argumentar que os chips em Roma são uma ideia nova, é um exagero.
Concorrência:
Mindshare no mundo do empacotamento avançado foi sugado pela Intel recentemente com suas duas tecnologias líderes, Foveros e EMIB. Ambos são realmente interessantes, eficazes e provavelmente não fazem o que você pensa que fazem. Tampouco são a tecnologia matadora que lançará qualquer competidor no mato, mas eles são sólidos se usados apropriadamente. A chave aqui é o escopo e quão grande alguns querem que você pense que é.
EMIB significa Embedded Multi-Die Interconnect Bridge e é bastante único. Se você olhar para Fiji da AMD no link acima, verá que o interposer é enorme, é maior do que a pegada das stacks de GPU e HBM mais todos os espaços em branco. Silício desse tamanho, mesmo em um processo antigo com apenas algumas camadas de metal, não é barato, nem a montagem. Como o silício sobre o silício significa baixa ou nenhuma incompatibilidade de expansão térmica que diminui o rendimento e destrói os chips, ele tende a ser uma maneira inteligente de projetar as coisas.
A ideia por trás do EMIB é pegar uma fatia fina de material intermediário, basicamente um fio feito de um chip, e embuti-lo no PCB orgânico verde padrão no qual uma CPU ou MCM é normalmente montada. O custo do pacote aumenta um pouco e a montagem fica um pouco mais complicada, mas o custo do 'intermediário' diminui. Resumindo, você só paga pelo mediador onde precisa e em nenhum outro lugar. Em teoria, é um caminho muito melhor.
O problema aqui é que você tem incompatibilidades de expansão térmica entre os materiais orgânicos e o silício que os intermediários evitam. Este é provavelmente um problema menor de custo e rendimento, que a Intel provavelmente resolveu por meio de uma engenharia cuidadosa. Outro problema é o alinhamento, é mais difícil montar matrizes em substratos incompatíveis, mas, novamente, esse é um problema que a Intel parece ter resolvido.
Um problema que é mais fundamental para o EMIB são os pacotes de vários saltos, basicamente um dispositivo que tem uma estrutura de matriz <-> EMIB <-> matriz <-> EMIB <-> matriz. Cada link tem margens de erro e eles se somam a cada salto, erros aditivos tornam-se dolorosos muito rapidamente. Até agora a Intel falou apenas sobre um único produto, o
Stratix 10 GX 10M FPGA , que usa uma configuração multi-hop altamente complexa. Desde o 'lançamento' de 2019, a SemiAccurate não viu nenhuma imagem de silício funcionando nem está à venda, pelo que sabemos. Sim, existem páginas da web sobre isso, mas nossas fontes no mundo FPGA não conseguiram encontrar nenhuma.
EMIB é a melhor maneira em teoria. No mundo real, dependendo da complexidade do dispositivo, pode ser a melhor maneira também. Quanto mais complexo for o dispositivo, mais perdas de rendimento e montagem você terá e em algum ponto ao longo do caminho você cruzará o ponto onde os intermediários são mais baratos e eficazes. Esse ponto provavelmente muda a cada novo dispositivo, então o que era certo na semana passada pode não ser hoje. A mensagem para levar para casa aqui é que o EMIB não é o aplicativo matador, é útil, mas não é um kill limpo de forma alguma.
Foveros:
Foveros é o outro tambor que a Intel vem batendo em embalagens avançadas, e com bons motivos. Ele foi exibido pela primeira vez
no final de 2018 em
um protótipo Lakefield SoC . Dito isso, esqueça o chip por enquanto, vamos dar uma olhada na construção. Foveros é o nome da Intel para a tecnologia de embalagem face a face (F2F) e é impressionante. Em vez de usar TSVs (através de Silicon Vias) para embalagens 3D, Foveros apenas vira um dado e o une ao que está abaixo. Isso significa que é mais barato fazer, você perde menos área para os TSVs e evita as perdas de rendimento ao fazer milhares de furos em sua matriz.
A desvantagem é que com Foveros você só pode empilhar duas matrizes, com TSVs você pode, teoricamente, ir tão alto quanto quiser. Foveros também evita os problemas de erro aditivo de stacks de dies múltiplas, então os rendimentos devem ser maiores, ou pelo menos as mitigações de perda de montagem serão menos onerosas. O preço por esta simplicidade é obviamente a falta de escala, mas por outro lado é um ótimo caminho a percorrer.
A energia é o grande problema com o Foveros, ao colocar um dado ativo em um dado ativo você está colocando duas fontes de calor, os transistores, entre dois isoladores, o silício. Normalmente, grande parte do calor de um chip é extraído das camadas de metal e dos pinos, algo muito mais difícil de fazer em um dispositivo F2F. É por isso que a Intel só mostrou dispositivos de baixo consumo de energia usando Foveros.
Em geral, a Foveros funciona e a Lakefield já está embarcando há mais de um ano, mas em volumes muito baixos. Isso aponta para alto custo e baixo rendimento, algo que não inspira confiança de que os rolamentos Foveros serão adequados para os volumes de consumo. Mais uma vez este é um desafio de engenharia que pode ser superado, basta perceber que com o que foi mostrado até agora, ainda é uma questão em aberto.
Poder Poder Poder:
Montagem, rendimento e custo são grandes problemas com essas tecnologias avançadas, mas todos são problemas de engenharia que podem e, em sua maioria, foram superados ao longo dos anos. O poder e o calor que o acompanha é algo que ainda não foi superado, pelo menos na medida em que alguns gostariam que você acreditasse. Os dispositivos intermediários e chips da AMD têm suas matrizes de silício de alta potência espalhadas na embalagem. A desastrosa primeira tentativa da Nvidia de intermediários e da HBM teve rendimentos mais baixos do que até mesmo
o primeiro Fermi devido à falta de noções básicas de engenharia.
O EMIB e o Foveros da Intel têm um monte de relações públicas por trás deles e existem produtos reais no mercado também. Todos são mais uma prova de conceito de baixo volume do que produtos de mercado de massa, nenhum deles chega perto dos produtos de embalagem avançada da AMD de menor volume. Dito isso, todos eles são de menor potência ou usam matrizes espalhadas no caso do EMIB. Até o momento, ninguém lançou um produto de alta potência que não use chips espalhados, não importa a tecnologia. A maioria vai falar e entoar que não é um problema, especialmente para o ouvinte menos técnico, mas a tecnologia ainda não está lá para fazer produtos reais.
Digite AMD novamente:
Isso nos leva de volta à AMD e seu discurso principal Computex 2021. Resumindo, a AMD simplesmente chutou todos os outros concorrentes com sua tecnologia, mesmo que eles não a mencionassem explicitamente. O que eles fizeram foi uma virada de jogo, mas não o Santo Graal da tecnologia de embalagem avançada. Pense nisso como um grande passo que renderá dividendos significativos no mercado. Mais uma vez, ninguém mostrou nada parecido e a AMD está planejando iniciar a produção de volume para o consumidor este ano.