Intel 3D Foveros Packaging Tech, Yeni Nesil Meteor Gölü, Arrow Lake ve Lunar Lake CPU’larına LEGO Benzeri Tasarım Getiriyor
Intel’in yeni nesil CPU’larının temel etkinleştiricisi, iki yüzlü, gelişmiş bir kalıplar arası yonga paketleme teknolojisi. Foveros, ilk olarak yüksek verimli ve yüksek hacimli üretim için kullanılacak standart tasarımdan başlayarak, temel kalıp kompleksinde karoları karıştıran ve eşleştiren ve 4 kata kadar ara bağlantı çarpma yoğunluğu sunan Foveros Omni’ye geçerek üç farklı çeşide sahip olacak.
EMIB’ye karşı ve son olarak, orijinal Foveros’a kıyasla 16x ara bağlantı yoğunluğu sunarken daha düşük gecikme süresi, daha yüksek bant genişliği ve azaltılmış güç/kalıp gereksinimleri sunan Foveros Direct. Foveros çözümlerinin üçlüsü için temel özellikler aşağıdadır:
- Açıklama: 50-25um (Bump Pitch), >400-1600/mm2 (Darbe Yoğunluğu), 0.156 pJ/bit (Güç)
- Foveros Omni: 25um (Darbe Aralığı), 1600/mm2 (Darbe Yoğunluğu), <0,15 pJ/bit (Güç)
- Doğrudan Foveros: <10 Mikron (Darbe Aralığı), >10.000/mm2 (Darbe Yoğunluğu), <0.05 pJ/bit (Güç)
Hibrit çekirdek düzenine sahip ilk tasarımlar olan Alder Lake ve Raptor Lake CPU’larının ötesinde Intel, kendi çoklu yonga çağını başlatmak için 3D Foveros paketini kullanmayı planlıyor. Chipzilla, bu teknolojiden yararlanacak üç ürünü piyasaya sürmeyi planladı. Yeni nesil işlemciler arasında 14. Nesil Meteor Gölü, 15. Nesil Arrow Lake ve 16. Nesil Lunar Lake aileleri yer alıyor. Bu CPU’ların ana özelliklerinden bazıları şunlar olacaktır:
- Intel Yeni Nesil 3D İstemci Platformu
- CPU, GPU, SOC ve IO Kutucukları ile ayrıştırılmış 3D İstemci mimarisi
- Fayansları Foveros ile birbirine bağlamak için Meteor Gölü ve Ok Gölü için temel döşemeler
- Evrensel chiplet ara bağlantı ekspresi (UCIe) aracılığıyla “Chiplet” ekosistemini açın
İlk olarak Intel Meteor Lake ile başlayan şirket, çeşitli IP’lerle çeşitli karolara veya yongalara (onlara atıfta bulunmak istediğiniz gibi) daha iyi bakmamızı sağlayan yepyeni bir yonga düzeni sergiledi. Dörtlü döşeme düzeni, CPU Döşemesi, Grafik Döşemesi, SOC Döşemesi ve IOE Döşemesi’ni içerir.
Intel, bu kutucukların dayanacağı belirli düğümleri açıkladı. Ana CPU döşemesi “Intel 4” veya 7nm EUV işlem düğümünü kullanacak, SOC Karosu ve IOE Karoları ise TSMC’nin 6nm işlem düğümünde (N6) üretilecek. Intel, Meteor Lake’i müşteri segmentindeki yonga ekosistemine ilk adım olarak adlandırıyor. Endüstri kaynaklarına göre durum böyle değil ve Meteor Lake CPU’ları için tGPU her zaman bir TSMC 5nm (N5) tasarımı olmuştur.
Bu nedenle, her bir kutucuğun diseksiyonu ile başlayarak, ilk önce, çeşitli çekirdek sayıları, çekirdek nesiller, düğümler ve önbellek arasında tamamen ölçeklenebilir olan Hesaplama Kutucuğuna sahibiz. Intel, Meteor Lake gibi Foveros 3D paket CPU’larında yalnızca farklı çekirdek mimarileri karıştırıp eşleştiremez, aynı zamanda farklı bir düğüme ölçeklendirebilir veya küçültebilir.
Aynı şey, çekirdek sayısı, düğüm ve önbellek açısından da ölçeklenebilen grafik döşemesi için de geçerlidir. Bu diyagramlar yalnızca örnekleme amaçlıdır, ancak 4 Xe çekirdeğinden (64 AB) 12 Xe Çekirdeğine (192 AB) kadar bir tGPU blok ölçeklendirmesini gösterir.
SOC Kutucuğu ayrıca SKU’ya bağlı olarak yukarı veya aşağı ölçeklenebilir. Buradaki ana bloklar, Düşük Güçlü IP (VPU’ya atıfta bulunur), SRAM, IO ve ölçeklenebilir bir voltaj tasarımıdır. Aynısı, son Döşeme, G/Ç Genişletici veya kısaca IOE için de geçerlidir. Döşeme, şerit sayısı, bant genişliği, protokoller ve hız açısından tamamen ölçeklenebilir.
Döşemeler ortadan kalktığında, her şeyi bir araya getirmenin zamanı geldi ve bunun için Intel, CPU ölümlerinin birlikte nasıl düzenlendiğinin bir dökümünü gösterdi. Üst tabakanın arka tarafında metalizasyon vardır ve aynı zamanda Foveros pasif kalıbının oturduğu yerdir.
Bunların hemen altında, yukarıda tartıştığımız bilinen iyi karolar var. Bu karolar, 36um aralıklı (kalıptan kalıba) ara bağlantı kullanılarak Temel Karoya bağlanır. Temel Karo, büyük bir kapasitansa sahiptir ve IO/güç dağıtımı ve D2D yönlendirme için metal katmanlara sahiptir.
Intel ayrıca, 3D kapasitörler ve kalıptan kalıba güç dağıtımının yanı sıra paket G/Ç yönlendirmesini içeren Base Tile’ın metal katmanının yakından görünümünü sağlar. Her metal katman, mantık ve bellek için aktif silikon ile modülerdir. Üst ve alt kısım, üst ve alt katmanlarla bağlantı kurmak için paket tümseklerine sahiptir.
Burada gösterilen konfigürasyon aynı zamanda 6+4 (6 P-Cores + 4 E-Cores) düzenine sahip mobil özel bir çiptir. Ayrıca CPU/IOE Döşemesi ile SOC Döşemesine giden Grafik Döşemesi arasında iki D2D (Die-To-Die) bağlantısı olduğunu da not edebilirsiniz.
Bu, Foveros 3D Packaging’in bir parçasıdır ve mavi ekip, Intel’in kendisinden 22nm (FFL) işlemine dayanan ana yongaların üzerinde pasif bir aracı olduğunu belirtir. Bu aracı şu anda hiçbir amaca hizmet etmiyor, ancak şirket gelecekte daha gelişmiş paketleme teknolojileriyle birlikte aktif yongaları kullanmayı planlıyor. Intel Meteor Lake CPU’ları EMIB teknolojisini kullanmaz.
FDI (Foveros Die Interconnect) teknolojisi şunları sunar:
- Alçak Gerilim CMOS Arayüzü
- Yüksek Bant Genişliği, Düşük Gecikme
- Senkron ve Asenkron Sinyalizasyon
- Düşük Alan Havai
- Çalışma @ 2GHz, 0.15-0.3 pJ/bit
CPU ve SOC arasındaki Ara Bağlantıların ana bant genişliği yaklaşık 2K (2x IDI), Grafik ve SOC döşemelerinin ara bağlantı ana bant genişliği de yaklaşık 2K (2x iCXL), SOC ve IOE döşemelerinin ana bant genişliği yaklaşık 1K (IOSF, 4x Ekran Bağlantı Noktası).
Intel’in Meteor Lake CPU’larının çok geliştiği bir diğer önemli alan da maksimum turbo güç kapasitesi. Başlangıcından bu yana ve ortak optimizasyonların yardımıyla, Meteor Lake yongaları, yepyeni “Intel 4” işlem düğümünü kullanırken önceki nesil Alder Lake CPU’larından daha yüksek turbo güç yetenekleri elde edebilir.
Intel, G/Ç yetenekleri söz konusu olduğunda bize Haswell ve Meteor Lake CPU arasında eski usul bir karşılaştırma sunuyor.
Intel’in değindiği bir diğer konu ise fiyatlandırma. Her yeni düğümde yeni nesil gofret fiyatlarının artmasıyla birlikte, monolitik bir kalıp geliştirmenin maliyeti de artacak.
Meteor Gölü’nü olduğu gibi alacak ve önde gelen bir süreç düğümünde monolitik olarak tasarlayacak olsaydınız, aslında daha ucuz olmasa bile, bununla son derece rekabetçi olduğunu söyleyebilirim.
Intel aracılığıyla
Intel, Karo mimarisine sahip Meteor Gölü gibi ayrıştırılmış bir tasarımın, çeşitli işlem düğümlerinde daha yüksek performans, daha yüksek transistör performansı yükseltmeleri ve daha iyi IP yenileme hızı sağlayabileceğini ve bunların tümü monolitik bir çözüme kıyasla daha yüksek güç verimliliğinde sağlanabileceğini gösteriyor.
Intel, Meteor Lake CPU’larının <10W’dan 100W’ın üzerinde SKU’lara ölçekleneceğini ve ayrıştırılmış bir pakette monolitik bir tasarımın CPU performansını sunduğunu açıkladı. Ayrıca Intel, 14. Nesil Meteor Gölü ve 15. Nesil Arrow Lake CPU’larının gerçekten de hem Masaüstü hem de Mobil platformlara yöneldiğini açıkladı.
Intel Meteor Lake CPU’ları 2023 sürüm penceresini hedefliyor, Arrow Lake ise başlangıçta planlandığı gibi 2024’te sevkiyata başlayacak.
Intel Meteor Lake-P (6+8) CPU Çip Düzeni:
16. Nesil Lunar Lake CPU’lar söz konusu olduğunda, ailenin başlangıçta 15W düşük güçlü mobil CPU segmentini hedeflediği söyleniyor, ancak ürünün piyasaya sürülmesine daha birkaç yıl olduğu için bu orijinal planlar her zaman değişebilir.
Ayrıca, Intel’in bir CPU ailesi için yalnızca mobil veya kısmi masaüstü sürümüne ilk yapışı olmayacak. Bunu Broadwell’de ve daha yakın zamanda Ice Lake ve Tiger Lake CPU ailelerinde yaptıklarını gördük.