科研人員正在研究如何告別計算機主板
幾乎所有電子設備中,主板都是承載各種元器件的基石,少了它就無法組建完整系統,但是現在,科研人員正在研究如何殺死主板。IEEE Spectrum雜誌近日發表洛杉磯加州大學研究人員Puneet Gupta、Subramanian Iyer的最新成果。
借助新的矽互連網絡(silicon-interconnect fabric/Si-IF),可以利用矽材料代替現在的PCB電路板,從而打造更小巧、更輕量的可穿戴或者其他尺寸受限的設備,也可以將幾十台服務器的計算性能集成在在一個餐盤尺寸的矽片上。
同時,有了新的矽互連,芯片廠商就可以擺脫相對龐大、複雜、難以製造的SoC芯片,只需要一組小巧、簡單、容易製造、緊密互聯的小芯片(chiplet)就可以了。
Intel、AMD、NVIDIA等半導體企業都在做小芯片,但是仍要解決擴展性、封裝焊接、互連等難題,矽互連網絡則被視為更理想的方案。
具體來說,研究人員設想了一種厚度只有500微米到1毫米的超薄矽晶圓,處理器、內存、模擬和射頻芯片、電壓模組,甚至是電容、電阻這些無源器件,都可以放在其上,同時可以在矽基底上放置微米幾倍的銅柱以取代傳統焊接橋凸。
這樣就可以形成銅與銅之間的連接,遠比傳統焊接更可靠,而且所用材料更少,更重要的是芯片I/O輸入輸出端口的尺寸可以從500微米縮小到10微米左右,集成密度可增加2500倍,同時還能改善散熱。
在一項服務器設計研究中,如果使用基於矽互連的無封裝處理器,性能可比傳統處理器提高一倍,而且原來1000平方厘米的主板面積,縮小到了400平方厘米的矽片,重量也從20克減少到8克。
很可惜,研究人員沒有公佈任何設計圖或者示意圖。