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台积电和ARM联合展示首款基于7nm中介层的多芯片系统 为高性能计算领域设计

台积电和ARM在今天联合宣布他们首创了业界第一个基于7nm工艺的多芯片系统(Chiplet System)。这个用于高性能计算(HPC)领域的多芯片系统的原型是基于多个高速ARM核心和一条Mesh总线,使用了台积电最新的LIPINCON内部互联技术以及CoWoS封装工艺。

www.expreview.com, Sept. 28, 2019 – 

AMD在Zen 2架构上面使用的架构就是一个典型的Chiplet System,CPU的计算核心以4个为一组CCX,CCX之间使用Infinity Fabric进行相互联系,2组CCX也就是8个核心为一组CCD,而一个CCD就是一块独立的小芯片,而原本集成在一起的CPU Uncore部分被拆分出来单独作为一片I/O Die,CCD与I/O芯片同时封装在一块基板上,这就是一个比较典型的Chiplet System。

采用多芯片的设计可以有效降低芯片的制造成本,尤其在7nm时代,大核心的良率达不到要求,生产成本也非常高,所以如AMD就直接在Zen 2处理器家族上面使用了两种不同工艺生产的芯片封装到一个基板上的技术以控制整体成本,并且可以提高良率,结果证明AMD的选择还是比较明智的。

而这块台积电与ARM联手打造的新原型系统包含了两片Die,每片Die上面有四个运行在4GHz下的ARM A72核心,它们拥有2MB的L2缓存以及6MB的L3缓存,两片Die之间通过台积电的LIPINCON总线相连接,这个总线在0.3V的电压、8GT/s传输速度的情况下,每秒带宽可以达到320GB,而结合CoWoS封装工艺,台积电宣称它的功耗效能能达到每bit消耗0.56微微焦耳,而带宽密度则可以达到每平方毫米1.6Tb/s,对比之下,AMD的Infinity Fabric总线约是2pJ/bit,Intel声称他们的EMIB总线为0.3pJ/bit,而MDIO为0.5pJ/bit。

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