Intel добивается прогресса в разработке нового удобного материала для создания еще более крупных компьютерных чипов: стекла

Стеклянные подложки могут стать ключом к объединению массивных многочиплетных процессоров ближайшего будущего

С растущей потребностью в вычислительной мощности и производительности процессоры становятся больше — намного больше. Даже некоторые современные игровые видеокарты выходят за рамки небольшого корпуса, но они являются относительно мелкой сошкой по сравнению с ускорителями искусственного интеллекта и суперкомпьютерными чипами. С этого момента речь идет о размещении все большего и большего количества компонентов — чиплетов, памяти, межсоединений — в одном процессоре. Но есть пределы возможному.

Ограничения заключаются не только в том, сколько всего можно поместить в один кремниевый чип — эту проблему пытаются решить новейшие технологические узлы, чиплеты и межсоединения. А еще есть то, на что потом помещают эти кремниевые чипы. Это называется подложкой, и именно она позволяет кремниевому чипу взаимодействовать с материнской платой. В случае некоторых процессоров на базе чиплетов подложка также служит средством связи чипа с другими частями самого себя.

На протяжении многих лет они изготавливались из органических материалов. До этого использовалась керамика. Задолго до этого, на заре вычислительной техники, использовалась выводная рамка. По мере роста потребности в большей вычислительной мощности растет и потребность в подложке, способной поддерживать все соединения и плотность, необходимые для более крупных и качественных чипов.

В какой-то момент в будущем органические субстраты могут оказаться неэффективными. Одна из причин заключается в том, что процессорам-чиплетам для эффективной работы требуется большая полоса пропускания, а это означает множество межсоединений с множеством отдельных проводов, проходящих через подложку (в зависимости от того, как они соединены вместе). Другая причина заключается в том, что множество чиплетов, помещенных в один корпус, требуют много энергии и много места, и попытаться сохранить баланс этих вещей с вашими потребностями в производительности сложно. В какой-то момент органические основания могут начать деформироваться или усадиться.

Возможно, именно поэтому на этой неделе Intel захотела рассказать подробнее о том, что, по ее мнению, станет следующим шагом: стеклянные подложки.

Стекло, по мнению Intel, — это следующий шаг в технологии подложек. На брифинге с Рахулом Манепалли, научным сотрудником Intel и директором по разработке модулей TD для подложек, он объясняет, что стекло предлагает «на порядок улучшение правил проектирования» для будущих центров обработки данных и продуктов искусственного интеллекта, ссылаясь на то, что стекло позволяет разместить больше чиплетов на меньшей занимаемой площади, повысить плотность межсоединений, ускорить ввод-вывод, повысить энергоэффективность и увеличить размеры корпуса. Они также более плоские и термически стабильные.

Intel утверждает, что на стеклянной подложке можно разместить на 50% больше чипов, чем на органической подложке того же размера.

Манепалли также отмечает, что Intel уже десять лет работает над стеклянными подложками, но, вероятно, только в конце этого десятилетия мы увидим, что они всерьез будут использоваться в поставке продуктов. Это начнется с массивных чипов искусственного интеллекта, центров обработки данных и графических процессоров, которые уже сталкиваются с проблемой слишком большого размера, но Intel также отмечает, что они видят выгоду от внедрения этих подложек на все типы чипов в один прекрасный день.

У Intel есть готовый к выпуску чип для тестирования стеклянных подложек, но до массового производства еще долгий путь. Стекло должно соответствовать ожиданиям по своим термическим, электрическим и механическим свойствам, и требуется время, чтобы скорректировать формулу. В том-то и дело, что фактическая формула, используемая для изготовления стекла, и состав стекла все еще меняются, говорят в Intel.

Тестовый чип по-прежнему имеет характерный зеленый цвет, который мы привыкли видеть на процессоре. Он был произведен на испытательной линии Intel на заводе в Чандлере, где, как сообщается, компания потратила один миллиард долларов на ввод в эксплуатацию своей линии исследований и разработок. Эта линия требует использования самых разных технологий для создания новых стеклянных подложек, в том числе технологий производства плоских дисплеев, собственного производства межсоединений Intel EMIB и производства органических подложек.

Intel — не единственная компания, которая занимается производством стеклянных подложек: компания Dai Nippon Printing уже рассказала о преимуществах этого материала для полупроводников. Хотя это, несомненно, долгий путь, а для игровых процессоров еще дольше, похоже, что есть хороший шанс, что этот тип подложки действительно однажды выйдет на рынок.