Возможно, вы слышали, что компьютерный процессор называют «мозгом» вашего компьютера. Подобно множеству долей вашего мозга, современные процессоры содержат несколько объединенных микросхем, называемых чиплетами, вместо одного «монолитного» чипа, как в ранних ПК. Так что же такое чиплеты и почему они так распространены?
Что такое чиплеты?
Чиплет — это часть модуля обработки и вычислений, которая составляет более крупную интегральную схему, такую как компьютерный процессор. Вместо того, чтобы производить процессор на одном кристалле с необходимым количеством ядер, чиплеты позволяют производителям, таким как AMD и Intel, использовать несколько меньших чипов для создания более крупной интегральной схемы.
Несколько микросхем, работающих вместе в одной интегральной схеме, известны как многокристальные модули (MCM). Процессоры AMD Ryzen, Ryzen Threadripper и Epyc, основанные на архитектуре Zen компании, являются примерами готовых к розничной продаже продуктов, содержащих чиплеты.
Чиплеты также имеют микросхему контроллера ввода-вывода, которая объединяет все линии данных чиплета в единую унифицированную интегральную схему.
Зачем нужны чиплеты?
Закон Мура гласит, что количество транзисторов в интегральной кремниевой схеме удваивается примерно каждые два года. Это правило наблюдений было названо в честь соучредителя Fairchild Semiconductor Гордона Мура, который позже стал генеральным директором Intel.
Прогноз был сделан в далеком 1965 году и был актуален около 50 лет. Из-за ограничений кремния развитие полупроводников замедлилось в 2010 году, и ожидается, что закон Мура станет окончательно устаревшим к 2025 году. Это заставляет производителей полупроводников обратить внимание на такие альтернативные материалы, как нитрид галлия, в попытке полностью заменить кремний.
По мере того, как становится все труднее втиснуть больше транзисторов в кусок кремния, сложность производства возрастает, поскольку ограничения кремния создают все больше проблем для производителей.
Чипсеты являются одним из решений этой проблемы. Производство полупроводников, как известно, чрезвычайно сложно, поскольку процессоры традиционно изготавливаются на одном куске кремния, известном как “монолитные” конструкции. Небольшие дефекты приводят к тому, что чипы понижаются в классе, перестают соответствовать частотным характеристикам и продаются с меньшим количеством ядер или даже полностью отбрасываются.
Когда один чип чиплета неисправен, его можно заменить другим, что приведет к меньшему количеству отходов, чем выбрасывание или понижение частотных характеристик гораздо большего чипа. Это повышает производительность конечного процессора, поскольку производители микросхем могут разместить несколько чипов в одном процессоре, чтобы получить желаемое количество ядер.
Оптимизированное производство гарантирует большее количество процессоров
Производители могут использовать чиплеты для лучшего достижения производственных целей, поскольку должно быть меньше потерь и брака по сравнению с традиционными монолитными конструкциями, в которых весь чип на одном куске кремния.