Iepakojums ir veids, kā Apple pievieno M1 Ultra jaudu

Datora mikroshēmas sapludināšana ar citiem komponentiem var radīt lielu veiktspējas pieaugumu.

Apple jaunās M1 Ultra mikroshēmas izmantot sasniegumus mikroshēmu ražošanā, ko sauc par "iepakošanu". Uzņēmuma UltraFusion, tā nosaukums iepakošanas tehnoloģija, savieno divas M1 Max mikroshēmas ar 10 000 vadiem, kas var pārvadīt 2,5 terabaitus datu katrā otrais. Šis process ir daļa no pieaugošās revolūcijas skaidu iepakošanas jomā.

"Uzlabots iepakojums ir svarīga un jauna mikroelektronikas joma," Jānis Veress, inženierzinātņu direktors NextFlex, konsorcijs, kas strādā, lai veicinātu drukātās elastīgās elektronikas ražošanu, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā. "Tas parasti ir par dažādu dimensiju līmeņa komponentu, piemēram, analogo, digitālo vai pat optoelektronisko "mikroshēmu" integrēšanu kompleksā paketē."

Čipsu sviestmaize

Apple izveidoja savu jauno M1 Ultra mikroshēmu, apvienojot divas M1 Max mikroshēmas, izmantojot UltraFusion, tā pielāgoto iepakošanas metodi.

Parasti mikroshēmu ražotāji uzlabo veiktspēju, savienojot divas mikroshēmas caur mātesplati, kas parasti ir nodrošina ievērojamus kompromisus, tostarp palielinātu latentumu, samazinātu joslas platumu un palielinātu jaudu patēriņu. Apple izmantoja atšķirīgu pieeju UltraFusion, kas izmanto silīcija starpliku, kas savieno mikroshēmas vairāk nekā 10 000 signālu, nodrošinot palielinātu 2,5 TB/s zema latentuma, starpprocesoru joslas platums.

Šis paņēmiens ļauj M1 Ultra darboties un programmatūra to atpazīt kā vienu mikroshēmu, tāpēc izstrādātājiem nav jāpārraksta kods, lai izmantotu tā veiktspējas priekšrocības.

"Savienojot divus M1 Max veidņus ar mūsu UltraFusion iepakojuma arhitektūru, mēs varam palielināt Apple silīciju vēl nebijušos augstumos." Džonijs Sroudži, Apple vecākais viceprezidents Hardware Technologies, teikts ziņu izlaidumā. "Ar savu jaudīgo centrālo procesoru, milzīgo GPU, neticamo neironu dzinēju, ProRes aparatūras paātrinājumu un milzīgo daudzumu vienota atmiņa, M1 Ultra papildina M1 saimi kā pasaulē jaudīgākā un jaudīgākā mikroshēma personīgajam mikroshēmai dators."

Pateicoties jaunajam iepakojuma dizainam, M1 Ultra ir aprīkots ar 20 kodolu centrālo procesoru ar 16 augstas veiktspējas kodoliem un četriem augstas efektivitātes kodoliem. Apple apgalvo, ka mikroshēma nodrošina par 90 procentiem augstāku vairāku vītņu veiktspēju nekā ātrākā pieejamā 16 kodolu datora darbvirsmas mikroshēma tajā pašā jaudas aploksnē.

Jaunā mikroshēma ir arī efektīvāka nekā tās konkurenti, apgalvo Apple. M1 Ultra sasniedz datora mikroshēmas maksimālo veiktspēju, izmantojot par 100 vatiem mazāk, kas nozīmē, ka tiek patērēts mazāk enerģijas, un ventilatori darbojas klusi pat ar prasīgām lietotnēm.

Spēks skaitļos

Apple nav vienīgais uzņēmums, kas pēta jaunus mikroshēmu iepakošanas veidus. AMD atklāts Computex 2021 iepakošanas tehnoloģija, kas saliek mazus mikroshēmas vienu virs otras, ko sauc par 3D iepakojumu. Pirmie mikroshēmas, izmantojot tehnoloģiju, būs Ryzen 7 5800X3D spēļu datoru mikroshēmas, kas gaidāmas vēlāk šogad. AMD pieeja, ko sauc par 3D V-Cache, savieno ātrgaitas atmiņas mikroshēmas procesora kompleksā, lai palielinātu veiktspēju par 15%.

Inovācijas mikroshēmu iepakojumā var radīt jaunus sīkrīkus, kas ir plakanāki un elastīgāki nekā pašlaik pieejamie. Viena no jomām, kurā redzams progress, ir iespiedshēmu plates (PCB), sacīja Veress. Uzlabotā iepakojuma un uzlabotā PCB krustošanās var novest pie "System Level Packaging" PCB ar iegultiem komponentiem, novēršot atsevišķus komponentus, piemēram, rezistorus un kondensatorus.

Jaunas mikroshēmu izgatavošanas metodes radīs "plakanu elektroniku, origami elektroniku un elektroniku, ko var sasmalcināt un drupināt", sacīja Veress. "Galīgais mērķis būs pilnībā likvidēt atšķirību starp pakotni, shēmas plati un sistēmu."

Jaunas mikroshēmu iepakošanas metodes savieno dažādas pusvadītāju sastāvdaļas ar pasīvām daļām, Tobiass Gotške, vecākais projektu vadītājs New Venture uzņēmumā SCHOTT, kas ražo shēmas plates komponentus, teica e-pasta intervijā Lifewire. Šī pieeja var samazināt sistēmas izmēru, palielināt veiktspēju, izturēt lielas termiskās slodzes un samazināt izmaksas.

SCHOTT pārdod materiālus, kas ļauj izgatavot stikla shēmas plates. "Tas nodrošinās jaudīgākas paketes ar lielāku ienesīgumu un stingrākām ražošanas pielaidēm, kā arī radīs mazākas, videi draudzīgas mikroshēmas ar samazinātu enerģijas patēriņu," sacīja Gotschke.