NVIDIA’nın aldığı yeni patent, şirketin 3D yapıdaki yonga tasarımı üzerinde geliştirmeler yaptığını gösteriyor.
Yarı iletken şirketleri, bir süredir geleneksel monolitik GPU tasarımının dışına çıkmanın yollarına bakıyor. Çok yongalı tasarımlardan son dönemde daha sık bahsetmeye başladık. Teknoloji devleri ise üretim maliyetlerini makul bir seviyede tutarken iyi performanslar sunabilecek çözümler arıyor.
Yeşil takımın yeni yaklaşımı, through-silicon via (TSV) ara bağlantılarını kullanıyor. Bu yaklaşım AMD, Intel ve TSMC‘de gördüğümüz teknolojilerle benzer, ancak bazı farklıklar var.
NVIDIA, çok çipli modül (MCM) yaklaşımını 2017 yılında Uluslararası Bilgisayar Mimarisi Sempozyumu’nda sunmuştu. Bu noktada yüksek miktarda çekirdeği birbirine bağlamak için birden fazla mantıksal kalıbı kullanmayı planlıyorlardı.
Silikon GPU kalıpları büyüdükçe maliyetler katlanarak artıyor ve küçük yongalar daha uygun maliyetli çözümler sunuyor. MCM yaklaşımı ise birden fazla yongayı birbirine bağlayabiliyor ve büyük performans artışları sunabilir.
Çip tasarımı, iki boyutlu ölçekleme ile sınırlı değil ve NVIDIA’nın aldığı yeni patent bu konuya odaklanıyor. “Genişletilmiş TSV’ler kullanılarak geliştirilmiş güç dağıtımına sahip yüz yüze kalıplar” şeklinde tanımlanan çözümde, yarı iletken kalıpların 3 boyutlu istiflenmesi ve ekstra uzun TSV’ler (silikon yoluyla geçişler) kullanılmasıyla birlikte gelişmiş güç dağılımından bahsedilmiş.
Bu tasarımın çalışma şekli ise kabaca şu şekilde: Temel silikon kalıp ilk olarak yüzeyindeki prob pedler ile test ediliyor. Bundan sonra halihazırda mevcut olan prob pedlerin üzerine serilmiş olan birinci kalıbın yüzünde bir arayüz tabakası oluşturuluyor. Son olarak, ikinci kalıp alınıyor ve kalıplar arası arabirim ile tamamlayıcı bağlantılar sayesinde ara katmanın üzerine monte ediliyor. Bu teknik, kalıpların yüz yüze montajını sağlıyor ve 3D olarak konumlandırılmış çip ortaya çıkıyor.
NVIDIA’nın patenti, ekstra uzun TSV’ler kullanarak gelişmiş güç dağıtımına odaklanmakta. Bu şekilde üst üste istiflenmiş yonga kalıplarını, işlem çekirdeklerini ve belleğe kadar her şeyi birbirine bağlamak mümkün.
Bu patent başvurusu, yeni yaklaşımı kullanan ürünlerin yakın zamanda piyasaya çıkacağı anlamına gelmiyor. Teknoloji şirketleri genellikle başkalarının bu tasarımları kullanmasını önlemek için patent başvuruları yapıyor. Ancak MCM-GPU yaklaşımını benimseyen ekran kartları gelecekte mutlaka karşımıza çıkacak. Hatta bilgi işlem alanında kullanılacak olan yeni nesil Hopper mimarisinde yonga yongalı tasarımın kullanılabileceğini daha önce yazmıştık.
