掃描球差冷凍電鏡搬運(yùn)裝卸移位維修的亞瑟報(bào)道：摩爾定律不僅僅是關(guān)于晶體管數(shù)量的簡單經(jīng)驗(yàn)法則，它還是一種經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和發(fā)展的力量——而且強(qiáng)大到足以推動(dòng)一些精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍芯片制造商采用面向未來的架構(gòu)方法。精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍這種力量促使 AMD 的一些主要架構(gòu)師通過采用小芯片方法，圍繞曾經(jīng)預(yù)期的新技術(shù)開發(fā)節(jié)奏重新規(guī)劃路線。我們稍后會詳細(xì)了解他們考慮的原因和考慮的內(nèi)容，但首先，奠定基礎(chǔ)很有用。精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍制造集成芯片的成本一直在穩(wěn)步攀升，由于增加了掩模層（例如用于多重圖案化）、更具挑戰(zhàn)性和更復(fù)雜的制造（冶金、新材料）等等，新一代芯片的成本急劇增加，” AMD 團(tuán)隊(duì)解釋。“處理器制造商不僅要為每個(gè)新的工藝節(jié)點(diǎn)等待更長時(shí)間，而且當(dāng)技術(shù)可用時(shí)，他們還支付更多費(fèi)用。”精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍成本壓力很明顯：在這一點(diǎn)上瞄準(zhǔn)更高的密度將減緩創(chuàng)新，正如 AMD 團(tuán)隊(duì)指出的那樣，即使高密度設(shè)備的價(jià)格可以抵消一些高成本，“該行業(yè)現(xiàn)在正面臨著光刻掩模版的限制，這是可以制造多大硅芯片的實(shí)際上限。”精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍AMD 表示，他們自己的內(nèi)部分析和產(chǎn)品規(guī)劃練習(xí)表明，這樣的處理器在 14 納米工藝中需要 777 平方毫米的芯片面積。“雖然仍處于光罩限制范圍內(nèi)，因此在技術(shù)上可制造，但如此大的芯片將非常昂貴，并使產(chǎn)品處于潛在的缺乏競爭力的位置。”精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍的讀者已經(jīng)很清楚這些趨勢，但值得強(qiáng)調(diào)，因?yàn)檫@些壓力是 AMD 廣泛的小芯片戰(zhàn)略的核心。盡管這種方法的成本很高，但這就是全部。畢竟，如果小芯片是一個(gè)明顯的贏家，整個(gè)行業(yè)早就會追逐它了。精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍小芯片設(shè)計(jì)需要更多的工程工作來將 SoC 劃分為正確數(shù)量和類型的小芯片。存在多種可能性，但并非所有可能性都可以滿足成本限制、性能要求、IP 和芯片重用的簡易性等，”AMD 團(tuán)隊(duì)解釋道。它還需要對互連進(jìn)行重大研發(fā)，涉及更長的路線，可能具有更高的阻抗、更低的可用帶寬、更高的功耗和/或更高的延遲。隨著電壓、時(shí)序、協(xié)議、SerDes 的變化，以及能夠在更多元素上復(fù)制所有測試和調(diào)試，互連的復(fù)雜性將變得更加繁雜——所有這些都使小芯片看起來不那么明顯。盡管存在這些復(fù)雜性，但小芯片方法的優(yōu)勢在其基于四個(gè)復(fù)制小芯片打造的 AMD EPYC 處理器中上表現(xiàn)得非常明顯。其中每個(gè)都有 8 個(gè)“Zen”CPU 內(nèi)核，帶有 2 個(gè) DDR4 內(nèi)存通道和 32 個(gè) PCIe 通道，以滿足性能目標(biāo)。AMD 不得不為四個(gè)小芯片之間的 Infinity Fabric 互連留出一些額外的空間。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)討論了精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍運(yùn)行中吸取的成本教訓(xùn)：在 14 納米工藝中，每個(gè)小芯片的芯片面積為 213 平方毫米，總芯片面積為 4213 平方毫米 = 852 平方毫米。與假設(shè)的單片 32 核芯片相比，這意味著大約 10% 的裸片面積開銷?；谑褂贸墒旃に嚰夹g(shù)的歷史缺陷密度數(shù)據(jù)的 AMD 內(nèi)部良率建模，我們估計(jì)四小芯片設(shè)計(jì)的精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍成本僅為單片方法的約 0.59，盡管總硅消耗量增加了約 10%。”除了降低成本之外，他們還能夠在產(chǎn)品中重復(fù)使用相同的方法，包括使用它們構(gòu)建一個(gè) 16 核部件，使 DDR4 通道增加一倍并提供 128 個(gè) PCIe 通道。但這精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍都不是免費(fèi)的。當(dāng)小芯片通過 Infinity Fabric 進(jìn)行通信時(shí)會引入延遲，并且由于同一小芯片上的 DDR4 內(nèi)存通道數(shù)量不匹配，因此謹(jǐn)慎處理某些內(nèi)存請求。這些教訓(xùn)被用于第二代 7nm Epyc 處理器。有關(guān)于各種權(quán)衡和技術(shù)挑戰(zhàn)的令人難以置信的豐富的討論，包括成本和性能，還包括封裝決策背后的因素，共同設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，優(yōu)化和類似的方法的跨產(chǎn)品的擴(kuò)展。該團(tuán)隊(duì)總結(jié)道：“除了技術(shù)挑戰(zhàn)之外，在如此多的細(xì)分市場實(shí)施如此廣泛的小芯片方法還需要技術(shù)團(tuán)隊(duì)、業(yè)務(wù)部門和我們的外部合作伙伴之間建立難以置信的合作伙伴關(guān)系和信任。”精‌密‍設(shè)‌備‍搬‌運(yùn)‍跨市場的產(chǎn)品路線圖仔細(xì)協(xié)調(diào)并相互安排，以確保在合適的時(shí)間推出合適的芯片以推出每種產(chǎn)品。意外的挑戰(zhàn)和障礙可能會隨時(shí)出現(xiàn)。AMD 小芯片方法的成功既是工程上的壯舉，也是對擁有不同技能和知識的團(tuán)隊(duì)的力量的證明，他們?yōu)閷?shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)和共同愿景而共同努力。