Intel представила первую трёхмерную архитектуру чипов Foveros

Intel представила первую в отрасли архитектуру 3D-чипов Foveros. Она позволит увеличить мощность процессоров за счёт вертикального размещения компонентов CPU, не уменьшая размеры транзисторов. Коммерческие решения на этой основе появятся во второй половине 2019 года.

В чём суть архитектуры?

Традиционные чипы почти исчерпали возможности уменьшения транзисторов. AMD недавно представила 7-нм CPU и GPU, другие компании уже задумываются о 5 и 3-нм чипах. Производительность при этом растёт незначительно. Простой пример — шестиядерный серверный процессор Xeon X5690 всего на 50–60 % уступает современному i7 8700K, хотя между ними 3 года и более чем двукратное уменьшение техпроцесса (32 нм против 14 нм).

Уменьшение размера влечёт за собой и удорожание производства. Учитывая, что у Intel уже давно есть проблемы с покорением 10 нанометров, компания решила пойти другим путём и наращивать транзисторы вверх. Ранее многослойные структуры чипов использовались при создании микросхем памяти. Intel первой решила использовать подобный подход для компонентов процессора.

Однако это не просто механическое увеличение их числа — это ещё и новая архитектура, которая позволит объединять логические чипы вместе. Цепи управления питанием, встроенная память, интегрированная графика, системы ввода-вывода и прочие компоненты CPU представлены отдельными модулями, которые размещаются друг над другом.

Технически это очень похоже на проект чиплетов, который предложила AMD в 2017 году. Конкуренты Intel планировали размещать на общей подложке модемные модули, программируемые матрицы FPGA, блоки CPU, оперативную память для работы и так далее.

Что такое чиплет?

По сути, это набор нужных компонентов, размещённых не на печатной плате, а объединённых в один чип. Идея состоит в том, чтобы минимизировать количество промежуточных соединений между центральным и графическим процессором, оперативной и постоянной памятью, а также другими элементами. Это позволит, с одной стороны, снизить помехи и повысить быстродействие, а с другой — повысить вычислительную плотность и гибкость при создании чипов.

Когда ждать?

Ожидается, что первые коммерческие решения появятся в 2019 году, вероятно, сначала для ноутбуков. Как заявил Раджа Кодури (Raja Koduri), вице-президент подразделения Core and Visual Computing, их решение — это новый шаг в развитии вычислительной архитектуры, когда традиционное масштабирование исчерпало себя и поставило под угрозу соблюдение закона Мура.

Также он отметил, что ближайшее будущее процессоров Intel построено на шести ключевых элементах: процесс, архитектура, память, интерконнект, безопасность и программное обеспечение.