Mga Key Takeaway
- Ang isang lumalagong rebolusyon sa chip packaging ay nagsasama-sama ng mga bahagi para sa higit na kapangyarihan.
- Ang bagong M1 Ultra chip ng Apple ay nagli-link ng dalawang M1 Max chip na may 10, 000 wire na nagdadala ng 2.5 terabytes ng data bawat segundo.
-
Inaangkin ng Apple na ang bagong chip ay mas mahusay din kaysa sa mga kakumpitensya nito.
Kung paano pinaghalo ang isang computer chip sa iba pang mga bahagi ay maaaring humantong sa malaking dagdag sa performance.
Ang bagong M1 Ultra chip ng Apple ay gumagamit ng mga advance sa isang uri ng paggawa ng chip na tinatawag na "packaging." Ang UltraFusion ng kumpanya, ang pangalan ng teknolohiya ng packaging nito, ay nag-uugnay sa dalawang M1 Max chips na may 10, 000 wire na maaaring magdala ng 2.5 terabytes ng data bawat segundo. Ang proseso ay bahagi ng lumalagong rebolusyon sa chip packaging.
"Ang advanced na packaging ay isang mahalaga at umuusbong na bahagi ng microelectronics, " sinabi ni Janos Veres, ang direktor ng engineering sa NextFlex, isang consortium na nagsusulong sa pagmamanupaktura ng mga naka-print na flexible electronics, sa Lifewire sa isang panayam sa email. "Karaniwang tungkol ito sa pagsasama ng iba't ibang bahagi ng die level gaya ng analog, digital, o kahit na optoelectronic na "chiplets" sa loob ng isang kumplikadong package."
Isang Chip Sandwich
Bumuo ang Apple ng bago nitong M1 Ultra chip sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang M1 Max chips gamit ang UltraFusion, ang custom-built na paraan ng packaging nito.
Karaniwan, pinapalakas ng mga manufacturer ng chip ang performance sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang chips sa pamamagitan ng motherboard, na kadalasang nagdudulot ng makabuluhang trade-off, kabilang ang tumaas na latency, nabawasang bandwidth, at tumaas na konsumo ng kuryente. Ibang diskarte ang ginawa ng Apple sa UltraFusion na gumagamit ng silicon interposer na nagkokonekta sa mga chips sa mahigit 10, 000 signal, na nagbibigay ng tumaas na 2.5TB/s ng mababang latency, inter-processor bandwidth.
Ang diskarteng ito ay nagbibigay-daan sa M1 Ultra na kumilos at makilala ng software bilang isang chip, kaya hindi na kailangang muling isulat ng mga developer ang code para samantalahin ang pagganap nito.
"Sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang M1 Max dies sa aming UltraFusion packaging architecture, nagagawa naming i-scale ang Apple silicon sa hindi pa nagagawang bagong taas," sabi ni Johny Srouji, senior vice president ng Hardware Technologies ng Apple, sa isang news release. "Sa makapangyarihang CPU nito, napakalaking GPU, hindi kapani-paniwalang Neural Engine, ProRes hardware acceleration, at malaking halaga ng pinag-isang memorya, kinukumpleto ng M1 Ultra ang M1 family bilang pinakamalakas at may kakayahang chip sa mundo para sa isang personal na computer."
Salamat sa bagong disenyo ng packaging, nagtatampok ang M1 Ultra ng 20-core CPU na may 16 na high-performance na core at apat na high-efficiency na core. Sinasabi ng Apple na ang chip ay naghahatid ng 90 porsiyentong mas mataas na multi-threaded na pagganap kaysa sa pinakamabilis na magagamit na 16-core PC desktop chip sa parehong power envelope.
Ang bagong chip ay mas mahusay din kaysa sa mga kakumpitensya nito, sabi ng Apple. Naabot ng M1 Ultra ang pinakamataas na pagganap ng PC chip gamit ang 100 mas kaunting watts, ibig sabihin ay mas kaunting enerhiya ang natupok, at tahimik na tumatakbo ang mga fan, kahit na may mga demanding na app.
Power in Numbers
Ang Apple ay hindi lamang ang kumpanya na nag-e-explore ng mga bagong paraan upang mag-package ng mga chips. Inihayag ng AMD sa Computex 2021 ang isang teknolohiya ng packaging na nagsasalansan ng maliliit na chip sa ibabaw ng bawat isa, na tinatawag na 3D packaging. Ang mga unang chip na gumagamit ng teknolohiya ay ang Ryzen 7 5800X3D gaming PC chips na inaasahan sa susunod na taon. Ang diskarte ng AMD, na tinatawag na 3D V-Cache, ay nagsasama ng mga high-speed memory chips sa isang processor complex para sa 15% na pagpapalakas ng performance.
Ang mga inobasyon sa chip packaging ay maaaring humantong sa mga bagong uri ng gadget na mas flatter at mas flexible kaysa sa kasalukuyang available. Ang isang lugar na nakikita ang pag-unlad ay ang mga naka-print na circuit board (PCB), sabi ni Veres. Ang intersection ng advanced na packaging at advanced na PCB ay maaaring humantong sa "System Level Packaging" na mga PCB na may mga naka-embed na bahagi, na nag-aalis ng mga discrete na bahagi tulad ng mga resistor at capacitor.
Ang mga bagong diskarte sa paggawa ng chip ay hahantong sa "flat electronics, origami electronics, at electronics na maaaring durugin at durog," sabi ni Veres. "Ang pangunahing layunin ay alisin ang pagkakaiba sa pagitan ng package, circuit board, at system sa kabuuan."
Ang mga bagong chip packaging technique ay pinagsasama-sama ang iba't ibang bahagi ng semiconductor na may mga passive na bahagi, sabi ni Tobias Gotschke, Senior Project Manager New Venture sa SCHOTT, na gumagawa ng mga bahagi ng circuit board, sa isang email na panayam sa Lifewire. Maaaring bawasan ng diskarteng ito ang laki ng system, pataasin ang performance, pangasiwaan ang malalaking thermal load, at bawasan ang mga gastos.
Ang SCHOTT ay nagbebenta ng mga materyales na nagpapahintulot sa paggawa ng mga glass circuit board. "Ito ay magbibigay-daan sa mas makapangyarihang mga pakete na may mas malaking ani at mas mahigpit na mga pagpapaubaya sa pagmamanupaktura at magreresulta sa mas maliit, eco-friendly na mga chip na may mas mababang paggamit ng kuryente," sabi ni Gotschke.
