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NVIDIA e future GPU: ecco il 3D Stacking

NVIDIA e future GPU: ecco il 3D Stacking

Le aziende che riguardanti i semiconduttori sono quelle che stanno esplorando da tempo i vari modi per poter uscire dal tipico design del die GPU. In modo da cercare qualcosa che consenta migliori prestazioni pur mantenendo i costi di produzione bassi.

La nuova scoperta fatta da NVIDIA prevede l’introduzione dello stacking 3D di die, facendo uso della tecnologia through-silicon via (TSV). Questo avviene tramite un modo per avere l’erogazione di potenza massimizzato. GIà è noto che la NVIDIA ha deciso di abbandonare il vecchio design. Questo sarà fato tramite l’uso di diverse tecniche di packaging, tra le quali la più recente è l’utilizzo che prevede dei moduli multi-chip (MCM) per poter costruire GPU con una scalabilità continua delle prestazioni.


Nel 2017, l’azienda aveva presentato un design MCM-GPU all’International Symposium on Computer Architecture (ISCA). Avevano pianificato di poter sfruttare più die di logica al fine di interconnettere una enorme quantità di core e di sviluppare nuove GPU. Migliorando costantemente le prestazioni e la gestione dei costi.

Procedendo in tal modo aumentano i costi, per cui realizzare i die più piccoli interconnessi risulta essere la soluzione più conveniente. L’approccio al packaging MCM-GPU è utile per risolvere il problema dato che collega più die che forniscono aumento delle prestazioni.

Il design del chip non si limita al ridimensionamento bidimensionale, ma è stato introdotto “face-to-face dies with enhanced power delivery using extended TSVs“. Esso prevede l’impilamento 3D di die con un’erogazione di potenza al massimo, tramite l’utilizzo TSV (through-silicon via) più lunghi.

Il modo di funzionamento per questa configurazione è quella che si basa sull’uso di un die di base. Questo prima viene testato facendo uso dei probe pad sulla parte superiore. Dopo si forma uno strato di interfaccia sul primo die, che viene posto su probe pad già presenti.

Per ultimo, il secondo die è quello che viene preso e montato sullo strato di interfaccia, si collegano i pad dell’interfaccia inter-die alla stessa connessione complementare sugli altri die. Ciò porta a creare un montaggio “faccia a faccia” dei die, come abbiamo poc’anzi accennato, facendo nascere il chip 3D.

Nel momento in cui lo stacking vede più die disposti uno sopra all’altro, allora sarà possibile connettere qualsiasi cosa, dalla logica quindi core di elaborazione fino alla memoria. Solitamente per collegare la memoria non viene richiesta tanta energia. Motivo per cui l’erogazione di potenza migliorata porta a comprendere che la NVIDIA prevede di utilizzare lo stacking dei core di elaborazione, in modo da creare un approccio orientato al calcolo.

Questa è stata la domanda di brevetto, ma ciò non vuol dire che utilizzeranno questa tecnologia. Le aziende sono spesse portate a provare e brevettare le loro invenzioni, così che altri non possano farlo. In ogni caso, è certo che l’approccio MCM-GPU sta arrivando e che svariate architetture GPU di futura generazione quali Hopper apporteranno numerosi vantaggi dell’impilamento 3D di die per poter avere un vantaggio competitivo.

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