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▲Foveros 3D封装可以解决这些问题
实际上,英特尔在处理器和芯片组、SoC上使用的工艺是不同的。根据英特尔给出的数据显示,英特尔处理器和芯片组的工艺内部代号分别为127x和126x,其中1270、1272是近期数代处理器工艺的代号,而1265、1269、1271、1273是针对芯片组的工艺编号。采用不同的工艺取决于所生产的芯片的频率、功率、性能要求、晶体管类型等。
未来英特尔还会带来更多的工艺节点,以覆盖更多的功率和性能需求。在2019年,英特尔将在计算芯片上使用10nm,也就是1274工艺,IO单元上使用14nm,也就是1273工艺,其余还有诸如1275、1277等不同工艺,用于GPU、电源模块、FPGA等不同的产品之上。
对英特尔来说,为不同的芯片使用不同的工艺是理所当然的,但是要将这些芯片组合在一起,目前的方法是统一使用一种工艺,而这并不合理。解决方法就是分别为不同的部件使用不同的、最合适的工艺制造,然后生成很多的小芯片,再将他们封装在一起。这也就是英特尔Foveros 3D封装技术所需要解决的问题。
▲Foveros 3D封装的一些细节,注意插入器打孔。
▲Foveros 3D封装组合不同的芯片
从另一个角度来说,Foveros是一种新的有源接入技术,其设计步骤超过了之前的EMIB设计,适用于小型设备或者需要极高内存带宽的设备。Foveros封装后,每比特传输所需要的功耗将非常低,并且封装技术还需要尽可能在一个平面上放置更多的芯片或者采用堆叠技术。英特尔表示目前Foveros技术研发已经结束,准备迎接大规模生产。
英特尔展示了一些Foveros封装产品的样品。外观上Foveros技术呈现的样品看起来可能类似硅插件,这项技术已经在HBM显存搭配高端GPU中实现了。但是英特尔Foveros还要更复杂一些,它使用了插入器技术,这种导通技术可以穿透中间层的硅片直接达到顶层芯片,一部分插入器能够为顶层芯片通电并传输数据,另一部分则为下层的PCH芯片或者IO芯片传输数据。当然,这种导通技术对位于顶层芯片和底层基板之间的中层芯片设计提出了要求,需要芯片带有过孔以方便顶部芯片的连接。
▲英特尔展示在使用Foveros 3D封装的混合x86芯片
英特尔幻灯片展示的技术要更复杂一些,在首次应用中,Foveros并没有那么令人吃惊,目前只是使用插入器通过PCH连接到CPU核心。英特尔还在进一步研发一些新的想法,比如一个比较复杂的插入器可以用于功能选择,这将使得英特尔可以在不同的芯片中使用不同的晶体管类型。比如在22nm FFL工艺节点上的插入器,在顶部连接10nm工艺的CPU,甚至DRAM颗粒也可以再最上方以POP的方式加入,这听起来非常有意思。
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