Ключови изводи
- Нарастващата революция в опаковането на чипове обединява компонентите за по-голяма мощност.
- Новите M1 Ultra чипове на Apple свързват два M1 Max чипа с 10 000 проводника, които пренасят 2,5 терабайта данни в секунда.
-
Apple твърди, че новият чип също е по-ефективен от своите конкуренти.
Как един компютърен чип се смесва с други компоненти може да доведе до големи печалби в производителността.
Новите чипове M1 Ultra на Apple използват напредъка в един вид производство на чипове, наречен "опаковане". UltraFusion на компанията, името на нейната технология за опаковане, свързва два чипа M1 Max с 10 000 проводника, които могат да носят 2.5 терабайта данни в секунда. Процесът е част от нарастваща революция в опаковането на чипове.
„Усъвършенстваното опаковане е важна и нововъзникваща област на микроелектрониката“, каза Янош Верес, инженерен директор в NextFlex, консорциум, който работи за напредък в производството на печатна гъвкава електроника, каза пред Lifewire в интервю по имейл. „Обикновено става дума за интегриране на различни компоненти на ниво матрица, като аналогови, цифрови или дори оптоелектронни „чиплети“в сложен пакет.“
Сандвич с чипс
Apple изгради новия си чип M1 Ultra, като комбинира два чипа M1 Max, използвайки UltraFusion, своя персонализиран метод за пакетиране.
Обикновено производителите на чипове повишават производителността чрез свързване на два чипа през дънна платка, което обикновено води до значителни компромиси, включително увеличено забавяне, намалена честотна лента и увеличена консумация на енергия. Apple предприе различен подход с UltraFusion, който използва силициев интерпосер, който свързва чиповете през повече от 10 000 сигнала, осигурявайки увеличен 2.5TB/s ниска латентност, междупроцесорна честотна лента.
Тази техника позволява на M1 Ultra да се държи и да се разпознава от софтуера като един чип, така че разработчиците не трябва да пренаписват код, за да се възползват от неговата производителност.
„Чрез свързването на две матрици M1 Max с нашата пакетираща архитектура UltraFusion, ние сме в състояние да мащабираме силикона на Apple до безпрецедентни нови висоти“, каза Джони Сруджи, старши вицепрезидент на Apple по хардуерни технологии, в съобщение за новини. „Със своя мощен CPU, масивен GPU, невероятен Neural Engine, ProRes хардуерно ускорение и огромно количество обединена памет, M1 Ultra допълва семейството M1 като най-мощния и способен чип в света за персонален компютър.“
Благодарение на новия дизайн на опаковката, M1 Ultra разполага с 20-ядрен процесор с 16 високопроизводителни ядра и четири високоефективни ядра. Apple твърди, че чипът осигурява 90 процента по-висока многопоточна производителност от най-бързия наличен 16-ядрен PC настолен чип в същата мощностна обвивка.
Новият чип също е по-ефективен от своите конкуренти, твърди Apple. M1 Ultra достига върховата производителност на компютърния чип, използвайки 100 вата по-малко, което означава, че се консумира по-малко енергия, а вентилаторите работят тихо, дори и при приложения, изискващи големи изисквания.
Силата в числата
Apple не е единствената компания, която проучва нови начини за пакетиране на чипове. AMD разкри на Computex 2021 технология за пакетиране, която подрежда малки чипове един върху друг, наречена 3D опаковка. Първите чипове, използващи технологията, ще бъдат компютърните чипове Ryzen 7 5800X3D, които се очакват по-късно тази година. Подходът на AMD, наречен 3D V-Cache, свързва високоскоростни чипове с памет в процесорен комплекс за 15% увеличение на производителността.
Иновациите в пакетирането на чипове могат да доведат до нови видове джаджи, които са по-плоски и по-гъвкави от наличните в момента. Една област, в която се наблюдава напредък, са печатните платки (PCB), каза Верес. Пресечната точка на усъвършенстваните опаковки и усъвършенстваните печатни платки може да доведе до печатни платки на "пакетиране на системно ниво" с вградени компоненти, елиминирайки дискретни компоненти като резистори и кондензатори.
Новите техники за производство на чипове ще доведат до "плоска електроника, оригами електроника и електроника, която може да бъде смачкана и натрошена", каза Верес. „Крайната цел ще бъде да се премахне напълно разликата между пакет, платка и система.“
Нови техники за опаковане на чипове слепват различни полупроводникови компоненти с пасивни части, каза Тобиас Готшке, старши ръководител на проекта New Venture в SCHOTT, което произвежда компоненти за платки, в интервю по имейл за Lifewire. Този подход може да намали размера на системата, да увеличи производителността, да се справи с големи топлинни натоварвания и да намали разходите.
SCHOTT продава материали, които позволяват производството на стъклени платки. "Това ще даде възможност за по-мощни пакети с по-голям добив и по-строги производствени толеранси и ще доведе до по-малки, екологични чипове с намалена консумация на енергия", каза Готшке.
