英特爾未來7nm FPGA產品將充分利用Foveros 3D堆疊技術
AnandTech報導稱,封裝技術將成為在未來半導體產品市場保持領先的主要戰場之一。以英特爾為例,這家芯片巨頭將致力於在同一封裝中整合多個元素,同時主打高帶寬和低功耗互聯的特性,以延續摩爾定律對芯片性能發展的預估。在今年的架構日活動上,該公司就詳細介紹了EMID、Foveros和ODI這三樣先進的封裝技術。
據悉,英特爾下一代FPGA產品將基於英特爾自家的7nm工藝製造,輔以當前一代的嵌入式多核心互聯橋接(EMIB)和Foveros 3D封裝技術。
EMIB 的本質,就是將少量矽管芯嵌入到PCB 基板中,允許兩部分以相當密集的方式連接,以實現高速、低功耗的點對點互聯
這項技術已經在Kaby Lake-G、Stratix 10 GX 10M FPGA 上得到應用,以及即將推出的Intel Xe 圖形產品組合(如Ponte Vecchio 和Xe-HP)。
值得一提的是,英特爾還分享了EMIB 的免版稅版本(被稱作AIB)。其具有迭代升級的途徑,可在更廣泛的行業中得到應用。
Foveros 則是英特爾的3D 管芯堆疊技術,主打高帶寬和低功耗的點對點矽互聯特性。目前其正在英特爾的Lakefield 移動處理器中使用,並將推廣至Ponte Vecchio、以及FPGA 等未來產品。
在7nm 工藝的加持下,芯片巨頭將把堆疊技術應用到高帶寬緩存(HBM IO)和DDR 的裸片連接上。至於更多細節,仍有待後續去揭曉。
AnandTech 認為,英特爾的目標是為多種尺寸規格的7nm FPGA 提供通用的基礎裸片,然後根據客戶產品的實際需求(產品或成本)來調整,比如將不同的變體堆疊至其頂部。
從技術層面上來看,英特爾將把同時應用了EMIB 和Foveros 技術的任何產品都稱作Co-EMIB 。而7nm FPGA 可使用的新元素之一,就是英特爾正在對其進行調整和驗證的224G PAM4 收發器模塊。
目前尚不清楚這些新款7nm FPGA 將於何時發布,但根據該公司在PPT 上展示的一份路線圖,當前的10nm Agilex FPGA 仍將是2021 / 2022 年的產品主打。換言之,我們可期待在2023 年或之後見到採用新設計的產品。
最後來說說ODI 全方位互聯(Omni-Directional Interconnect):當在芯片製造使用Foveros 工藝時,出於散熱方面的考慮,通常必須將大功率的計算芯片放到3D 堆疊的頂部。
但是這麼一來,也導致其供電必須穿過重重基片才能抵達,且意味著頂部的芯片面積通常比下層芯片要小。好消息是,ODI 使得頂部芯片的電路能夠“垂掛”於邊緣並直達頂部,從而化解了這一尷尬。
在充足能源的保障下,ODI 還有助於增加信號完整性、帶來更高帶寬的數據連接,即便製造的佈局和復雜性也會有所提升。當然,該公司或首先在小芯片封裝上進行試驗,然後推廣至Lakefield 之類的產品線,而不是在FPGA 中使用。