Apple хочет взять “King Fried Chips” в Парк Юрского периода Hard Philosophy

Есть еще много загадок, касающихся серии микросхем M1 собственной разработки Apple.

Совсем недавно появилось много слухов о продолжении чипа M1, M2 и M3, но большинство из них – информация, которая бросается в глаза. Нет четкой информации об архитектуре, производительности и ядре, но больше о TSMC.Обновление технологических узлов.

4-нм, 3-нм технологический процесс TSMC и другие новые технологические процессы могут быть более крупными точками обновления. Таким образом, в серии M1, которая уже поразила соотношением энергопотребления, M2 и M3 только увеличиваются.

Но через два года, когда узловой процесс будет обновлен до 3-нм?

Их около двух, один – высушить процесс узла до 1 нм, приближаясь к физическому пределу по беспроводной сети, но это сложнее. Другой – обойти преимущества обновления узловых процессов и пойти по пути «маленьких фишек» Chiplet.

Разве M1 Max недостаточно? Затем установите два Mac Pro

Однако Apple, которая всегда не любила зависеть от цепочки поставок, возможно, ищет реальный способ, используя преимущества высокого коэффициента энергоэффективности узлов и чипов ARM.

От M1 до более мощных M1 Pro и M1 Max, они имеют почти одинаковую архитектуру.Производительность одноядерных процессоров относительно близка.Самая большая разница на самом деле заключается в количестве ядер.

Даже вы можете просто понять, что чипы M на базе ARM зависят от количества ядер кучи для достижения более высокого потолка производительности.

• M1: CPU 4 + 4 ядра, GPU 8 ядер, 16 миллиардов транзисторов, 16-ядерная нейронная сеть;
• M1 Pro: CPU 2 + 8 ядер, GPU 16 ядер, 33,7 миллиарда транзисторов, 16 ядер нейронной сети;
• M1 Max: ЦП 2 + 8 ядер, графический процессор 32 ядра; 57 миллиардов транзисторов, 16-ядерная нейронная сеть;

С другой стороны, площадь микросхемы M1 составляет около 120 мм², а у M1 Pro – 245 мм². Что касается M1 Max, она увеличивается до M1 Max 432 мм².

Для того же поколения микросхем M чем больше Max, тем больше количество ядер и площадь чипа. Отсюда нетрудно понять правила именования Apple для микросхем M. Это легко понять. Microsoft, Intel и Qualcomm действительно надо много учиться.

Хотя Тим Миллет, архитектор микросхем Apple и вице-президент, подробно объяснил в ноябрьском подкасте Upgrade, упорный путь Apple в разработке M-чипа, но для следующей разработки M-чипа, и Как изменить Max на основе Макс не упомянул ни слова.

С появлением MacBook Pro 14/16 на рынке один за другим, после многих частных исследований, проведенных домашними мастерами, кажется, что Apple также сделала M1 Max более предзнаменованием Max.

То есть «Вставьте два M1 Max, и вы можете даже удвоить их».

Эта гипотеза фактически основана на разборке и обнаружила, что у M1 Max есть дополнительная «неизвестная область» по сравнению с M1 Pro. После некоторого мозгового штурма было сделано предположение, что это «высокоскоростная шина», зарезервированная для соединения двух или более M1 Макс.

Это также соответствует слухам о том, что новые iMac Pro и Mac Pro будут использовать несколько процессоров M1 Max. «Это как играть в Lego, складывать дрова и без разбора бить мастера».

Однако термин «груда дров» не очень точен, а «пазл» более точен. Таким образом, площадь микросхемы двойного M1 Max будет довольно значительной, и это в четыре раза беспрецедентно.

M1 Max Duo превосходит топовый графический процессор Nvidia GA100.Площадь чипа (826 мм²) почти определена.

Такой огромный SoC, глядя на всю историю полупроводников, определенно можно считать чипом уровня «тираннозавра», не говоря уже о том, что он будет основан на 5-нм техпроцессе, а стоимость, скорее всего, превысит любой современный чип.

Когда чипы серии M попадают в "Парк Юрского периода"

От исходного компьютера ENIAC весом 30 тонн и площадью 170 квадратных метров до нынешнего настольного ПК почти все оборудование развивается в направлении миниатюризации и интеграции.

То же самое верно и для процессоров в мире полупроводников: когда размер технологического узла все еще составляет мкм, площадь первого Pentium (Pentium) Intel составляет около 294 мм², исходя из процесса 0,8 мкм.

В эпоху процессоров x86 Intel Pentium III Xeon имеет площадь 385 мм² и основан на техпроцессе 0,18 мкм. Однако в то время многие производители процессоров строго контролировали объемы и снижали стоимость и вводили относительно доступные ПК, чтобы продвигать их среди широкой публики.

В будущем, будь то популярность 64-разрядных систем или скачок технологических узлов, размер процессора в основном будет контролироваться ниже 500 мм². В условиях контроля затрат и эффективного использования пластин это почти остановило потребителя. комплектация процессора от облицовки "динозавризация". "разработка.

Индустрия потребительских полупроводников, похоже, постепенно перешла от юрского периода к новой эре.

В настоящее время возможный путь развития микросхемы Apple M, похоже, изменился на «юрский», но несмотря на то, что размер процессора увеличился, плотность транзисторов не упала.

Хотя, похоже, собрать два чипа не составит труда, и нет необходимости переделывать архитектуру и ядро. Но на самом деле, с увеличением площади чипа (особенно с увеличением вдвое) и гарантией достаточной урожайности и производственной мощности, стоимость напрямую возрастает.

Чипы Apple серии M по-прежнему остаются потребительскими продуктами. Год назад они отказались от Intel, с одной стороны, чтобы контролировать надежность продукта, а с другой – контролировать расходы и максимизировать прибыль. Неустойчивая стоимость SoC большой площади явно не соответствует ожиданиям Apple.

С другой стороны, если два или более M1 Max соединены вместе, конструкция унифицированной памяти (UMA) также станет огромной проблемой. Измените расположение многоядерного процессора, увеличьте пропускную способность и емкость. память Это неизбежно.

Для публики это может быть более сложная конструкция чипа, а для частного это может незаметно увеличить стоимость в несколько раз, что станет двумя основными камнями преткновения для чипа Apple M, чтобы стать более Max.

Закон Мура в прошлом, момент настал

«Число транзисторов, которые можно разместить в интегральной схеме, будет удваиваться примерно каждые два года». Это знаменитый закон Мура, и в нем есть еще одна поговорка: «Каждые 18 месяцев производительность микросхемы будет удваиваться».

Производительность здесь фактически относится к количеству транзисторов.По сравнению с M1, M1 Max имеет улучшение производительности в 3,5 раза, что просто отражает разницу в количестве транзисторов.

Количество транзисторов в серии M1 увеличилось вдвое, что является увеличением площади кристалла. С исторической точки зрения, это больше зависит от технического прогресса, с микронного уровня на нанометровый уровень, количество транзисторов также подскочило с одного миллиона до ста миллионов.

Однако примерно в 2013 году действие закона Мура замедлилось.

Более совершенные технологические процессы действительно могут увеличить количество транзисторов, но это также сопровождается изменениями в стоимости и доходности.

Согласно данным, опубликованным International Business Strategy Corporation (IBS), разработка 3-нанометрового чипа, как ожидается, будет стоить 590 миллионов долларов США, в то время как 5-нанометровый будет стоить всего 416 миллионов долларов США, 7-нанометровый – 217 миллионов долларов США, а 28-нанометровый – всего 40 миллионов долларов США. долларов.

TSMC ранее объявила, что инвестирует 20 миллиардов долларов США в строительство фабрики по производству 3-нанометровых пластин, а также для производства 3-нанометровых пластин, стоимость Samsung не ниже, чем у TSMC.

Пока что только TSMC и Samsung активно внедряют 3-нанометровые пластины, другие производители не хотят, но не могут себе это позволить.

С другой стороны, коэффициент выхода стружки уменьшается по мере увеличения площади.Проектная пропускная способность 700 мм² составляет всего около 30%. Когда он уменьшается до 150 мм², коэффициент выхода увеличивается до 80%.

Как ни крути, кажется, что путь к обновлению чипов заблокирован.

Чтобы и дальше увеличивать масштаб и плотность чипа, многие люди переключили свое внимание с обновления технологического узла на процесс упаковки, который является технологией AMD Chiplet (малый чип).

Проще говоря, Chiplet похож на пельмени, наполненные клейкими рисовыми шариками, объединяющие вместе маленькие чипсы с разными функциями, вместо того, чтобы разрезать их прямо с вафли, и с использованием передовых технологий упаковки, чтобы компенсировать застой в технологическом узле.

В последние годы AMD также использовала технологию Chiplet для постоянного увеличения плотности процессоров, чтобы противостоять Intel, и постепенно начала захватывать рынок.

Для Chiplet, появившегося в последние годы, Linley Group, авторитетная консалтинговая организация в технологической индустрии, прямо предложила Chiplet снизить стоимость проектирования больших 7-нм чипов более чем на 25% в статье «Почему появляются большие чипы». Маленькая ». В процессе работы экономия средств будет еще выше.

А объявленный AMD 3D V-Cache также подтверждает, что Chiplet, сочетающий в себе старый процесс и расширенный процесс упаковки, может достичь более высокой производительности узлов и даже смешивать микросхемы из разных технологических узлов с достаточной гибкостью.

Помимо снижения затрат и достижения более высокой производительности, Chiplet также ускорит запуск продукта. В конце концов, достаточно напрямую использовать старые чипы с расширенными процессами упаковки и даже игнорировать компоновку узлов расширенных процессов.

Несмотря на такое множество преимуществ, Chiplet также имеет соответствующие недостатки: при наложении друг на друга небольших 2D и 3D микросхем в стопку предъявляются очень высокие требования к конструкции управления тепловым режимом, и общее потребление тепловой энергии в корпусе будет значительно улучшено.

Но в любом случае Chiplet был признан многими организациями и производителями как важная технология для непрерывного прорыва в производительности микросхем в эпоху после Мура.

Возвращаясь к оригинальному чипу M собственной разработки Apple, благодаря архитектуре ARM и обновлению технологических узлов коэффициент энергоэффективности постоянно улучшается, а доходность и стоимость контролируются путем. Что касается того, объединит ли она несколько M1 Max вместе, чтобы сформировать сложную гигантскую SoC в Mac Pro уровня рабочей станции, с текущей точки зрения у Apple достаточно капитала и сил, чтобы спроектировать и произвести процессор «доисторического гиганта».

Что касается Chiplet, я думаю, что он должен был появиться на чертежах команды разработчиков микросхем Apple. Вместо того, чтобы сталкиваться с будущим неопределенным обновлением технологического узла, лучше активно искать изменения и полагаться на текущий M-чип и A-чип, чтобы объединить их для завершения. более глубокое обновление SoC.

M1 Max Duo, который может появиться, также, скорее всего, станет крупнейшим SoC в истории производства ядер Apple, и никого не будет.

# Добро пожаловать, чтобы подписаться на официальный аккаунт Aifaner в WeChat: Aifaner (идентификатор WeChat: ifanr), более интересный контент будет предоставлен вам в ближайшее время.

Ai Faner | Исходная ссылка · Посмотреть комментарии · Sina Weibo