Az idei IEDM alkalmával az AMD egy érdekes előadás során prezentálta az aktuális chipfejlesztés nehézségeit, beleértve azt is, hogy a jövőben mire lehet számítani a nagyobb teljesítmény biztosítása érdekében.
A legtöbb ilyen előadáson szóba szokott kerülni a Moore-törvény, hiszen ennek meghatározó szerepe volt a piac alakításában. Arról ma is vita megy, hogy ez tartható-e, esetleg lassul a fejlődés üteme, de vannak olyan cégek, akik szerint gyorsul. Az AMD szerint az egész csak nézőpont kérdése. Technikailag a Moore-törvény eléggé általános szabály, amit igazából kellő befektetéssel akármeddig életben lehet tartani. Vannak azonban más szabályok, amelyek a lehetőségeket korlátozzák, és ezek más hatással vannak például egy processzorra vagy esetleg egy grafikus vezérlőre.
[+]
A komplex lapkák, ezen belül is a szerverekbe szánt CPU-k tekintetében egyértelműen megfigyelhető a Moore-törvény lassulása, így manapság a teljesítmény nagyjából 2,4 évente duplázódik meg. Ebben vezető szerepet játszik a gyártástechnológia, de nagyon érdekes, hogy nem annyira, mint azt manapság gondolnánk. Már csak azért sem, mert az új node-okra való átállás jobban lelassult, így ebből a szempontból nagyjából 3,6 évente duplázható meg a teljesítmény.
[+]
Az is kifejezetten érdekes, hogy bár még mindig egy új gyártástechnológia biztosítja az előrelépés 40%-át, ami önmagában jelentős tényező, a maradék 60% már több egyéb komponensből tevődik össze. Az AMD saját példájával levezetve ebből a 60%-ból 8% a fordító fejlődése, 15% a jobb energiamenedzsment, 17% az architektúra fejlődése, 12% a nagyobb lapkaméret, illetve 8% a TDP-re vonatkozó változás.
[+]
Ezek a számok lapkánként eltérőek lehetnek, de a lényeg az, hogy ma már csak a gyártástechnológiára építeni elégtelen, mert a korábbiakhoz képest ez már viszonylag kevés előrelépést ad önmagában. Sőt, itt az AMD konkrétan arra akart rávilágítani, hogy bár arányiban még mindig ez számít leginkább, a gyorsuláshoz való hozzájárulása ma már nem éri el az 50%-ot sem.
[+]
Hosszabb távú trendek is megfigyelhetők, így például a fogyasztás vagy a lapkaméret folyamatos növekedése, vagy 50 éves távlatot elemezve a tranzisztorszám latható növekedése mellett az órajel emelésének falba ütközése.
[+]
A fenti jelenségek mellett jelentős problémát jelent a gyártási költségek emelkedése, illetve az, hogy a memória-sávszélesség nem tart lépést az új lapkák igényeivel. Ez az a két tényező, amelyek az AMD szerint kritikusnak nevezhetők, és mindenképpen megoldást kell találni rájuk.
A vállalatnál úgy gondolják, hogy a növekvő gyártási költségek a chipletek alkalmazásával jól kezelhetők. Ezt már kipróbálták az EPYC processzoroknál, ahol a leggyorsabb modellen konkrétan négy darab, 213 mm²-es Zeppelin lapka található. Ha ugyanezt monolitikus formában tervezték volna meg, akkor az egy 777 mm²-es processzort eredményezett volna, amit nem lenne olcsó gyártani. Az AMD-nél egészen konkrétan kiszámolták, hogy a felvázolt teoretikus monolitikus lapka gyártási költségének 59%-áért gyártható a végül elkészült négylapkás MCM dizájn, miközben működésben nincs lényegi különbség.
[+]
A memória-sávszélesség problémájára az AMD-nél a HBM memóriaszabványt, illetve az ehhez hasonló koncepciókat (HMC vagy DiRAM) látják megoldásnak, amelyek folyamatosan fejlődnek, így a gyorsabb verziókkal radikálisan növelhető a biztosított tempó anélkül, hogy a memória fogyasztása végül több lenne a lapka fogyasztásánál. Ezzel kapcsolatban a következő lépcső a 2.5D-t felváltani a 3D-s tokozással, így akár 1 pJ/bit alá csökkenthető a hatékonyság.
[+]
A 3D-s tokozás számos rendkívül érdekes alkalmazási lehetőséget is rejt, és az iparág leginkább innen várhatja a legtöbb teljesítményt, figyelembe véve fentebb említett, egyre nagyobb korlátokat. Ilyen formában az AMD egy igen erős integrációban gondolkodik, így lenne egy alap rendszerchip, amire akár egy GPU is ráhelyezhető, mellé a rendszermemóriával, illetve a nem felejtő memóriával. Ezzel a modellel teljesen kiüthetők az egyes komponensek közötti, magas késleltetésű, illetve viszonylag alacsony tempójú összeköttetések, hiszen a rendszer fő elemei ott vannak egymáson, gyakorlatilag közelebb nem is lehetnének, és ez rendkívül gyors kommunikációt tesz majd lehetővé.
