模组封装胶(性能不足数量来凑？NVIDIA计划研发 MCM 模块化封装“胶水核”)

Posted 2023-05-30

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模组封装胶(性能不足数量来凑？NVIDIA计划研发 MCM 模块化封装“胶水核”)

单一晶片的性能提升越来越难，为了提升性能 AMD 以及 Intel 各自在其 CPU 上采用多模块化的封装模式，把几个芯片模块封装在一起形成一个新的芯片，例如 AMD 的 threadripper 2000 系列产品其内部是由 4 个模块（die）组合而成，Intel 近期新发布的第二代可扩展至强处理器 Cascade Lake 产品线，也是由两个 28核/56线程的芯片组合而成，形成一个56核/112线程的处理器（9282）。

而处于 GPU 领先地位的 NVIDIA 过去也曾多次表示，希望实现多模块化（MCM）设计。早在 GTC 2017 大会上，作为 CEO 的黄仁勋就说过，高性能 GPU 已被芯片的尺寸所限，因为现有的光刻技术因为多方面的因素，几乎不可能制造出更大尺寸的 GPU 核心。即使NVIDIA技术如何进步，但芯片尺寸的限制已成为 NVIDIA 提高 GPU 性能的拦路虎。

所以，多模块封装也是 GPU 发展的必然趋势，在今年的 GTC 2019 大会上 NVIDIA 揭示了具体的 RC-18 多模块化封装计划，并透露以后将会像MCM-GPU 方向发展。

根据日本媒体 PCWatch 报道，NVIDIA 已计划开发一个名为 RC-18 的多矩阵概念，以对应芯片尺寸的限制，以最优化的方式组合多个 GPU 模组，使得芯片面积缩小的同时，使流处理器数量最大化，并减少通讯层级个链路长度。

NVIDIA 研究部主管 William J. Dally 表示，RC-18 为深度学习（Deep Learning）执行以及实现可扩展性的实验，每个晶片内部由16个PE（处理元件）共8700万个晶体管，基于台积电16nm工艺，因此可以从非常小的尺寸中扩展，16 個 PE 用于控制 GPU Core，片上具有全局缓存，并安装了 8 个 GRS 链路（占据面积相当大），每个晶片 GRS 的 I/O 带宽达到 100 GB/s。

芯片不是单一的 die，而是多 die 配置，将多个die封装在一起。具体来说，这是一个可缩放架构，可以在一个有机基板上配置36个die，传输技术也得到改善。

目前 RC-18仍处于实验阶段，设计非常复杂，晶体管数量很多，设计工作量很大，所以只有 8700 万晶体管数量与目前的GPU晶片存在很大的差距。

可以预料，即使 RC-18 MCM 封装技术研发成功，NVIDIA 也会先在数据中心产品上使用，所以，游戏GPU产品还得等上一段时间。