Bài học rút ra chính
- Một cuộc cách mạng ngày càng tăng trong việc đóng gói chip kết hợp các thành phần lại với nhau để có sức mạnh lớn hơn.
- Các chip M1 Ultra mới của Apple liên kết hai chip M1 Max với 10.000 dây dẫn truyền 2,5 terabyte dữ liệu mỗi giây.
-
Apple tuyên bố chip mới cũng hiệu quả hơn so với các đối thủ cạnh tranh.
Cách một chip máy tính được kết hợp với các thành phần khác có thể dẫn đến tăng hiệu suất lớn.
Chip M1 Ultra mới của Apple sử dụng những tiến bộ trong một loại sản xuất chip được gọi là "đóng gói". UltraFusion của công ty, tên gọi của công nghệ đóng gói, liên kết hai chip M1 Max với 10.000 dây có thể mang 2.5 terabyte dữ liệu mỗi giây. Quy trình này là một phần của cuộc cách mạng ngày càng tăng trong đóng gói chip.
"Bao bì tiên tiến là một lĩnh vực quan trọng và mới nổi của vi điện tử", Janos Veres, giám đốc kỹ thuật của NextFlex, một tập đoàn hoạt động để thúc đẩy sản xuất thiết bị điện tử dẻo in, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. "Nó thường là về việc tích hợp các thành phần mức khuôn khác nhau như" chiplets "tương tự, kỹ thuật số hoặc thậm chí quang điện tử trong một gói phức tạp."
A Chip Sandwich
Apple đã xây dựng chip M1 Ultra mới của mình bằng cách kết hợp hai chip M1 Max sử dụng UltraFusion, phương pháp đóng gói tùy chỉnh của hãng.
Thông thường, các nhà sản xuất chip tăng cường hiệu suất bằng cách kết nối hai chip thông qua một bo mạch chủ, điều này thường mang lại sự đánh đổi đáng kể, bao gồm tăng độ trễ, giảm băng thông và tăng mức tiêu thụ điện năng. Apple đã thực hiện một cách tiếp cận khác với UltraFusion sử dụng bộ đệm silicon kết nối các chip qua hơn 10.000 tín hiệu, cung cấp tăng 2.5TB / s độ trễ thấp, băng thông giữa các bộ xử lý.
Kỹ thuật này cho phép M1 Ultra hoạt động và được phần mềm công nhận là một chip, vì vậy các nhà phát triển không cần phải viết lại mã để tận dụng hiệu suất của nó.
"Bằng cách kết nối hai khuôn M1 Max với kiến trúc bao bì UltraFusion của chúng tôi, chúng tôi có thể nâng quy mô silicon của Apple lên một tầm cao mới chưa từng có", Johny Srouji, Phó chủ tịch cấp cao về Công nghệ phần cứng của Apple, cho biết trong một thông cáo báo chí. "Với CPU mạnh mẽ, GPU lớn, Neural Engine đáng kinh ngạc, khả năng tăng tốc phần cứng ProRes và dung lượng bộ nhớ thống nhất khổng lồ, M1 Ultra đã hoàn thành gia đình M1 với tư cách là chip có khả năng và mạnh mẽ nhất thế giới dành cho máy tính cá nhân."
Nhờ thiết kế bao bì mới, M1 Ultra có CPU 20 lõi với 16 lõi hiệu suất cao và 4 lõi hiệu suất cao. Apple tuyên bố con chip này mang lại hiệu suất đa luồng cao hơn 90% so với chip máy tính để bàn 16 lõi nhanh nhất hiện có trong cùng một phong bao năng lượng.
Con chip mới cũng hiệu quả hơn so với các đối thủ cạnh tranh của nó, Apple tuyên bố. M1 Ultra đạt hiệu suất cao nhất của chip PC khi sử dụng ít hơn 100 watt, có nghĩa là tiêu thụ ít năng lượng hơn và quạt chạy nhẹ nhàng, ngay cả với các ứng dụng đòi hỏi cao.
Sức mạnh trong số
Apple không phải là công ty duy nhất khám phá những cách mới để đóng gói chip. AMD đã tiết lộ tại Computex 2021 một công nghệ đóng gói xếp chồng các chip nhỏ lên nhau, được gọi là đóng gói 3D. Những con chip đầu tiên sử dụng công nghệ này sẽ là chip PC chơi game Ryzen 7 5800X3D dự kiến vào cuối năm nay. Phương pháp của AMD, được gọi là 3D V-Cache, liên kết các chip nhớ tốc độ cao thành một tổ hợp bộ xử lý để tăng hiệu suất lên 15%.
Những đổi mới trong bao bì chip có thể dẫn đến các loại tiện ích mới phẳng hơn và linh hoạt hơn những loại hiện có. Một lĩnh vực đang chứng kiến sự tiến bộ là bảng mạch in (PCB), Veres nói. Sự giao thoa giữa bao bì tiên tiến và PCB tiên tiến có thể dẫn đến PCB "Bao bì cấp độ hệ thống" với các thành phần nhúng, loại bỏ các thành phần rời rạc như điện trở và tụ điện.
Các kỹ thuật chế tạo chip mới sẽ dẫn đến "thiết bị điện tử phẳng, thiết bị điện tử origami và thiết bị điện tử có thể bị nghiền nát và vỡ vụn", Veres nói. "Mục tiêu cuối cùng sẽ là loại bỏ hoàn toàn sự khác biệt giữa gói, bảng mạch và hệ thống."
Kỹ thuật đóng gói chip mới kết dính các thành phần bán dẫn khác nhau với các bộ phận thụ động, Tobias Gotschke, Giám đốc dự án cấp cao New Venture tại SCHOTT, công ty sản xuất các thành phần bảng mạch, cho biết trong một cuộc phỏng vấn qua email với Lifewire. Cách tiếp cận này có thể giảm kích thước hệ thống, tăng hiệu suất, xử lý tải nhiệt lớn và giảm chi phí.
SCHOTT bán các vật liệu cho phép sản xuất bảng mạch thủy tinh. "Điều này sẽ cho phép các gói mạnh hơn với năng suất lớn hơn và dung sai sản xuất chặt chẽ hơn và sẽ dẫn đến các chip nhỏ hơn, thân thiện với môi trường với mức tiêu thụ điện năng giảm", Gotschke nói.
