下世代3D封裝技術邁向異質整合
2018-12-13
作者
Dylan McGrath, EE Times美國版主編
英特爾推出採用異質堆疊邏輯與記憶體晶片的新一代3D封裝技術——Foveros，將3D封裝的概念進一步擴展到包括CPU、繪圖和AI處理器等高性能邏輯…
英特爾(Intel)日前舉行「架構日」(Architecture Day 2018)活動，展示採用面對面堆疊邏輯的新一代3D封裝技術，預計將於明年下半年面世。英特爾首席架構師Raja Koduri除了擘劃未來的運算架構願景，並介紹新的處理器微架構和新的繪圖架構。
這款名為Foveros的3D封裝技術累積英特爾二十年來的研究，以結合邏輯與記憶體的3D異質結構打造出堆疊晶片。相較於目前可用的被動內插器和堆疊記憶體技術，Foveros將3D封裝的概念進一步擴展到包括高性能邏輯，如CPU、繪圖和人工智慧(AI)處理器。
英特爾首席架構師兼Core和視覺運算部門資深副總裁Raja Koduri說：「我們正加倍努力提升在現有製程與先進封裝的領導地位。」
隨著半導體產業持續追求在整合式3D封裝中連接不同的晶片和小晶片(chiplet)，Koduri補充說：「我們終於找到了如何使其成為真正可製造的技術。」
Koduri表示，因應客戶的要求，英特爾已經用Foveros技術來開發產品了。Koduri並在此次活動中展示所謂的第一款混合式x86架構，採用10nm邏輯小晶片、22nm基礎晶片與記憶體，採用12×12×1-mm Foveros封裝，而僅消耗2mW待機功耗。
根據Koduri，Foveros技術將為設計人員來更大的靈活性，可以混搭IP模組以及各種不同外形的記憶體和I/O元件。他表示，該公司計劃在整個英特爾產品線中有效利用該技術。
英特爾利用Foveros技術製造出第一個混合式x86架構（來源：Intel）
英特爾在為其創辦人之一Robert Noyce建造的家中舉行新聞發佈會，Koduri在會中發表這項Foveros技術。在此運算典範迅速發生變化以及傳統製程微縮邁向尾聲的時代，Koduri在兩個小時的演講過程中介紹了英特爾對其架構發展藍圖的願景。
Koduri預期新架構將定義此運算時代。他表示，在未來10年，運算架構帶來的更多創新將超過過去50年的總和。
他說：「在這個時代中，我們將圍繞此快速進展建構未來的道路。」
英特爾表示，採用2D和3D封裝技術可以靈活地結合較小的IP小晶片，以滿足各種應用、功率限制和外形尺寸等需求（來源：Intel）
Koduri並概述英特爾的設計和工程模型變化，是圍繞著六項關鍵支柱而構建的：製程、架構、記憶體、互連、安全和軟體，缺一不可。
對於英特爾而言，Koduri說，摩爾定律(Moore’s Law)不僅僅是為了增加密度。他坦言持續微縮將面臨重大挑戰，但是，他補充說：「我們需要以實體為基礎實現創新。我們需要創新——不只是為了英特爾的利益，也出於為產業謀福祉。」
除了Foveros技術之外，英特爾還利用這個機會推出了代號為‘Sunny Cove’的下一代CPU微架構。其目標在於提高通用運算任務的每時脈效能和功率效率，並包括加速AI和密碼學等特定運算任務的新功能。
據該公司介紹，Sunny Cove提供了更大的平行性，並採用新的演算法來降低延遲以及更大的緩衝和快取，最佳化以資料為中心的工作負載。這將是明年稍晚英特爾下一代Xeon和Core的基礎。
在繪圖晶片方面，英特爾推出了新的Gen11整合型顯卡——預計將在明年推出10nm處理器，並勾勒全新Xe架構計劃，作為2020年起整合和獨立繪圖晶片的基礎。
編譯：Susan Hong
(參考原文：Intel Steps Toward Heterogeneous Integration，by Dylan McGrath)
