昨天,我们报道了英特尔下一代CPU的一些关键细节,这些CPU采用了3DFoveros封装技术,具有非常乐高风格的设计。将充分利用这项技术的新CPU包括MeteorLake、ArrowLake和LunarLake。今天,在HotChips34上,英特尔让我们更详细地了解了开发MeteorLakeCPU及其他产品的过程。
英特尔下一代CPU的关键推动者是Foveros,这是一种先进的芯片间芯片封装技术。Foveros将分为三种类型,首先是用于高产量和大批量生产的标准设计,然后是FoverosOmni,它混合和匹配基础芯片复合体中的瓦片,提供高达4倍的互连凸块密度与EMIB相比,最后是FoverosDirect,它提供16倍于原始Foveros的互连密度,同时提供更低的延迟、更高的带宽和更低的功率/裸片要求。以下是三个Foveros解决方案的基本规格:
除了AlderLake和RaptorLakeCPU是首批采用混合核心布局的设计之外,英特尔还计划利用其3DFoveros封装来迎来自己的多芯片时代。Chipzilla计划发布三款将利用该技术的产品。下一代处理器包括第14代MeteorLake、第15代ArrowLake和第16代LunarLake系列。这些CPU的一些主要亮点是:
首先从IntelMeteorLake开始,该公司展示了一种全新的芯片布局,让我们更好地了解具有各种IP的各种块或小芯片(如您所愿)。四块布局包括CPU块、图形块、SOC块和IOE块。
英特尔确实披露了这些图块将基于的特定节点。主CPU瓦片将使用“Intel4”或7nmEUV工艺节点,而SOC瓦片和IOE瓦片将在台积电的6纳米制程节点(N6)上制造。英特尔称MeteorLake是进入客户端小芯片生态系统的第一步。据业内人士透露,情况并非如此,MeteorLakeCPU的tGPU一直是台积电5nm(N5)设计。
因此,从剖析每个图块开始,首先,我们拥有计算图块,它可以在各种核心数量、核心代数、节点和缓存之间完全扩展。英特尔不仅可以在其Foveros3D封装CPU(如MeteorLake)中混合和匹配不同的核心架构,还可以向上或向下扩展至不同的节点。
图形块也是如此,它也可以根据核心数、节点和缓存进行缩放。这些图表仅用于说明目的,但它们显示了从4个Xe内核(64个EU)到12个Xe内核(192个EU)的tGPU块。但是,根据同一张照片中的模具,我们可以看到8个Xe内核(128个EU)。
SOCTile也可以根据SKU放大或缩小。这里的主要模块是低功耗IP(指VPU)、SRAM、IO和可扩展电压设计。最后一个Tile、I/O扩展器或简称IOE也是如此。该图块在通道数量、带宽、协议和速度方面是完全可扩展的。
随着瓷砖的消失,是时候将所有东西放在一起了,为此,英特尔展示了CPU芯片如何排列在一起的细分。顶层有背面金属化,也是Foveros无源芯片所在的位置。这些正下方是我们上面刚刚讨论过的已知好的瓷砖。这些瓦片使用36微米间距(芯片到芯片)互连连接到基础瓦片。BaseTile具有大电容,并具有用于IO/电力传输和D2D路由的金属层。
英特尔还提供了BaseTile金属层的特写,该金属层具有3D电容器和裸片到裸片供电以及封装I/O路由。每个金属层都是模块化的,带有用于逻辑和存储器的活性硅。顶部和底部具有用于与顶层和底层互连的封装凸块。
此处显示的配置也是移动专用芯片,具有6+8(6个P-Cores+8个E-Cores)布局。您还可以注意到,在CPU/IOETile和通向SOCTile的GraphicsTile之间有两个D2D(Die-To-Die)链接。这是Foveros3D封装的一部分,蓝队表示在主小芯片顶部有一个无源中介层,它基于英特尔自身的22nm(FFL)工艺。该中介层目前没有任何用途,但该公司计划在未来使用更先进的封装技术在其中使用有源小芯片。英特尔MeteorLakeCPU不使用EMIB技术。
FDI(Foveros芯片互连)技术提供:
低压CMOS接口
高带宽、低延迟
同步和异步信令
低面积开销
工作频率@2GHz,0.15-0.3pJ/bit
CPU和SOC之间的互连具有大约2K(2xIDI)的主带宽,图形和SOC块也具有大约2K(2xiCXL)的互连主带宽度,而SOC和IOE块的主带宽度约为1K(IOSF,4x显示端口)。
英特尔MeteorLakeCPU改进的另一个关键领域是最大涡轮功率能力。MeteorLake芯片自问世以来,在协同优化的帮助下,在利用全新的“Intel4”工艺节点的同时,可以实现比上一代AlderLakeCPU更高的涡轮功率能力。MeteorLakeBaseTile的总电容也达到了500。
就I/O能力而言,英特尔为我们提供了Haswell和MeteorLakeCPU之间的老派比较。
英特尔涉及的另一个方面是定价。随着下一代晶圆价格的成本随着每个新节点的增加而上涨,开发单片芯片的成本也将上涨。
如果您按原样采用MeteorLake并在领先的流程节点上整体设计它,我会说它实际上与它相比具有极大的竞争力,如果不是实际上更便宜的话。
通过英特尔
英特尔表明,与单片解决方案相比,采用Tiled架构的MeteorLake等分解设计可以提供更高的性能、更高的晶体管性能提升以及跨各种工艺节点的更好的IP刷新速度,所有这些都具有更高的功率效率。
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