英特爾(Intel)日前舉行「架構日」(Architecture Day 2018)活動,展示採用面對面堆疊邏輯的新一代3D封裝技術,預計將於明年下半年面世。英特爾首席架構師Raja Koduri除了擘劃未來的運算架構願景,並介紹新的處理器微架構和新的繪圖架構。

這款名為Foveros的3D封裝技術累積英特爾二十年來的研究,以結合邏輯與記憶體的3D異質結構打造出堆疊晶片。相較於目前可用的被動內插器和堆疊記憶體技術,Foveros將3D封裝的概念進一步擴展到包括高性能邏輯,如CPU、繪圖和人工智慧(AI)處理器。

英特爾首席架構師兼Core和視覺運算部門資深副總裁Raja Koduri說:「我們正加倍努力提升在現有製程與先進封裝的領導地位。」

Raja Koduri
Raja Koduri

隨著半導體產業持續追求在整合式3D封裝中連接不同的晶片和小晶片(chiplet),Koduri補充說:「我們終於找到了如何使其成為真正可製造的技術。」

Koduri表示,因應客戶的要求,英特爾已經用Foveros技術來開發產品了。Koduri並在此次活動中展示所謂的第一款混合式x86架構,採用10nm邏輯小晶片、22nm基礎晶片與記憶體,採用12×12×1-mm Foveros封裝,而僅消耗2mW待機功耗。

根據Koduri,Foveros技術將為設計人員來更大的靈活性,可以混搭IP模組以及各種不同外形的記憶體和I/O元件。他表示,該公司計劃在整個英特爾產品線中有效利用該技術。

Intel hybrid architecture

英特爾利用Foveros技術製造出第一個混合式x86架構(來源:Intel)

英特爾在為其創辦人之一Robert Noyce建造的家中舉行新聞發佈會,Koduri在會中發表這項Foveros技術。在此運算典範迅速發生變化以及傳統製程微縮邁向尾聲的時代,Koduri在兩個小時的演講過程中介紹了英特爾對其架構發展藍圖的願景。

Koduri預期新架構將定義此運算時代。他表示,在未來10年,運算架構帶來的更多創新將超過過去50年的總和。

他說:「在這個時代中,我們將圍繞此快速進展建構未來的道路。」

Intel 3D integration

英特爾表示,採用2D和3D封裝技術可以靈活地結合較小的IP小晶片,以滿足各種應用、功率限制和外形尺寸等需求(來源:Intel)

Koduri並概述英特爾的設計和工程模型變化,是圍繞著六項關鍵支柱而構建的:製程、架構、記憶體、互連、安全和軟體,缺一不可。

對於英特爾而言,Koduri說,摩爾定律(Moore’s Law)不僅僅是為了增加密度。他坦言持續微縮將面臨重大挑戰,但是,他補充說:「我們需要以實體為基礎實現創新。我們需要創新——不只是為了英特爾的利益,也出於為產業謀福祉。」

除了Foveros技術之外,英特爾還利用這個機會推出了代號為‘Sunny Cove’的下一代CPU微架構。其目標在於提高通用運算任務的每時脈效能和功率效率,並包括加速AI和密碼學等特定運算任務的新功能。

據該公司介紹,Sunny Cove提供了更大的平行性,並採用新的演算法來降低延遲以及更大的緩衝和快取,最佳化以資料為中心的工作負載。這將是明年稍晚英特爾下一代Xeon和Core的基礎。

在繪圖晶片方面,英特爾推出了新的Gen11整合型顯卡——預計將在明年推出10nm處理器,並勾勒全新Xe架構計劃,作為2020年起整合和獨立繪圖晶片的基礎。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Intel Steps Toward Heterogeneous Integration,by Dylan McGrath)