Eine neue Technologie der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) könnte die Leistung von Grafikkarten von Nvidia und AMD steigern, ohne sie physisch zu vergrößern. Die Technologie heißt Wafer-on-Wafer und ahmt durch das Stapeln von Schichten die 3D-NAND-Speichertechnologie nach, die in modernen Solid-State-Laufwerken verwendet wird vertikal, anstatt die Hardware horizontal über die Leiterplatte zu verteilen, was zusätzlichen physischen Aufwand erfordern würde Raum.
Was ist also eine Waffel? Im Gegensatz zu Ihrem Lieblingssnack ist es eine dünne Scheibe aus poliertem Halbleitermaterial, die als Grundlage dafür dient ein Kreuz aus geschichteten Kupferdrähten, die Strom übertragen, und die Transistoren, die das Herzstück davon sind Prozessor. Der Wafer und die montierten Komponenten sind mit einer Diamantsäge in einzelne Chips zerschneiden und Wird im physischen Prozessorpaket platziert, das Sie sehen, wenn Sie den Desktop aufbrechen.
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Derzeit basieren Grafikchips von Nvidia und AMD auf einem einzigen Wafer. Aber TSMC, der größte unabhängige Halbleiterhersteller der Welt, hat eine Möglichkeit entdeckt, zwei Wafer in einem einzigen Paket zu stapeln. Der obere Wafer wird auf den unteren Wafer umgedreht und anschließend werden beide miteinander verbunden. Darüber hinaus enthält der obere Wafer die In-/Out-Verbindungsdurchdringungen (auch Thru-Silicon-Vias genannt), sodass das Duo mithilfe der Flip-Chip-Technologie verpackt ist.
Laut TSMC-Partner CadenceMit der Technologie könnten zwei Sätze von Wafern in einem würfelförmigen Paket miteinander verbunden werden, und zwar über einen sogenannten Interposer, eine elektrische Schnittstelle, die eine Verbindung zur anderen weiterleitet. Es könnten auch mehr als zwei Wafer vertikal gestapelt werden, wobei alle bis auf einen Wafer über In/Out-Thru-Silicon-Vias-Verbindungen verfügen.
Das ist zwar viel technisches Gerede, aber im Grunde geht es darum, wie Grafikchips mit der Technik von TSMC vertikal und nicht horizontal skaliert werden können. Sie können nicht nur mehr Kerne in einen einzigen Grafikchip packen, sondern auch die Kommunikation zwischen den einzelnen Wafern wäre extrem schnell.
Anstatt also eine Architektur zu optimieren und Umbenennung des Produkts Als neue Familie könnten Hersteller als Produktaktualisierung möglicherweise zwei oder mehr aktuelle GPUs auf einer einzigen Karte stapeln. Das Betriebssystem würde es als einzelne Karte und nicht als Multi-GPU-Konfiguration erkennen.
Bei 3D-NAND werden Speicherzellen vertikal gestapelt und über provisorische Datenaufzüge miteinander verbunden. Mit dieser Methode können Hersteller zusätzliche Speicherkapazität bereitstellen und dabei die gleichen physischen Einschränkungen einhalten. Dieses Design ist auch schneller, da die Daten im Speicherturm auf und ab wandern, anstatt über horizontale „Stadtstraßen“ nach ihrem Ziel zu suchen.
Das Problem beim Stapeln von Prozessorwafern liegt möglicherweise in der Gesamtausbeute bei der Herstellung. Einer von zwei Wafern könnte passieren, aber weil der andere Wafer schlecht ist, würden beide weggeworfen. Diese Methode könnte sich als zu kostspielig erweisen auf Produkten mit geringer Ausbeute und müsste auf Produktionsknoten mit hohen Fertigungsausbeuten eingesetzt werden, wie etwa der 16-nm-Prozesstechnologie von TSMC.
TSMC stellte sein w vorAfer-on-Wafer-Technik während seines Symposiums in Santa Clara, Kalifornien. Das Unternehmen gab außerdem eine Partnerschaft mit Cadence für 5-nm- und 7-nm+-Prozesstechnologie für leistungsstarkes und fortschrittliches mobiles Computing bekannt.
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