Da asporto chiave
- Una rivoluzione crescente nel confezionamento dei chip unisce i componenti per una maggiore potenza.
- I nuovi chip M1 Ultra di Apple collegano due chip M1 Max con 10.000 cavi che trasportano 2,5 terabyte di dati al secondo.
-
Apple afferma che il nuovo chip è anche più efficiente dei suoi concorrenti.
Il modo in cui un chip per computer viene combinato con altri componenti può portare a grandi guadagni in termini di prestazioni.
I nuovi chip M1 Ultra di Apple utilizzano i progressi in una sorta di produzione di chip chiamata "packaging". UltraFusion dell'azienda, il nome della sua tecnologia di confezionamento, collega due chip M1 Max con 10.000 fili che possono trasportare 2.5 terabyte di dati al secondo. Il processo fa parte di una rivoluzione crescente nel confezionamento dei chip.
"Il packaging avanzato è un'area importante ed emergente della microelettronica", ha dichiarato a Lifewire in un'intervista via e-mail Janos Veres, direttore dell'ingegneria presso NextFlex, un consorzio che lavora per far progredire la produzione di elettronica flessibile stampata. "Si tratta in genere di integrare diversi componenti die level come "chiplet" analogici, digitali o persino optoelettronici all'interno di un pacchetto complesso."
Un panino con patatine
Apple ha costruito il suo nuovo chip M1 Ultra combinando due chip M1 Max utilizzando UltraFusion, il suo metodo di confezionamento personalizzato.
Di solito, i produttori di chip migliorano le prestazioni collegando due chip attraverso una scheda madre, il che in genere comporta significativi compromessi, tra cui maggiore latenza, larghezza di banda ridotta e maggiore consumo energetico. Apple ha adottato un approccio diverso con UltraFusion che utilizza un interposer di silicio che collega i chip attraverso più di 10.000 segnali, fornendo un aumento di 2.5 TB/s di bassa latenza, larghezza di banda tra i processori.
Questa tecnica consente all'M1 Ultra di comportarsi ed essere riconosciuto dal software come un unico chip, quindi gli sviluppatori non hanno bisogno di riscrivere il codice per sfruttarne le prestazioni.
"Collegando due die M1 Max con la nostra architettura di packaging UltraFusion, siamo in grado di scalare il silicio Apple a nuove vette senza precedenti", ha affermato Johny Srouji, vicepresidente senior per le tecnologie hardware di Apple, in un comunicato stampa. "Con la sua potente CPU, l'enorme GPU, l'incredibile Neural Engine, l'accelerazione hardware ProRes e l'enorme quantità di memoria unificata, M1 Ultra completa la famiglia M1 come il chip più potente e capace al mondo per un personal computer."
Grazie al nuovo design della confezione, l'M1 Ultra è dotato di una CPU a 20 core con 16 core ad alte prestazioni e quattro core ad alta efficienza. Apple afferma che il chip offre prestazioni multi-thread più elevate del 90% rispetto al chip desktop per PC a 16 core più veloce disponibile con la stessa potenza.
Il nuovo chip è anche più efficiente dei suoi concorrenti, afferma Apple. L'M1 Ultra raggiunge le massime prestazioni del chip per PC utilizzando 100 watt in meno, il che significa che viene consumata meno energia e le ventole funzionano silenziosamente, anche con app impegnative.
Il potere dei numeri
Apple non è l'unica azienda a esplorare nuovi modi per impacchettare i chip. AMD ha rivelato al Computex 2021 una tecnologia di packaging che impila piccoli chip uno sopra l' altro, chiamata packaging 3D. I primi chip che utilizzeranno la tecnologia saranno i chip per PC da gioco Ryzen 7 5800X3D previsti entro la fine dell'anno. L'approccio di AMD, chiamato 3D V-Cache, unisce chip di memoria ad alta velocità in un complesso di processori per un aumento delle prestazioni del 15%.
Le innovazioni nel confezionamento dei chip potrebbero portare a nuovi tipi di gadget più piatti e flessibili di quelli attualmente disponibili. Un'area che vede progressi sono i circuiti stampati (PCB), ha detto Veres. L'intersezione tra packaging avanzato e PCB avanzato potrebbe portare a PCB "System Level Packaging" con componenti incorporati, eliminando componenti discreti come resistori e condensatori.
Le nuove tecniche di fabbricazione dei chip porteranno a "elettronica piatta, elettronica origami ed elettronica che può essere frantumata e sbriciolata", ha detto Veres. "L'obiettivo finale sarà eliminare del tutto la distinzione tra pacchetto, circuito stampato e sistema."
Le nuove tecniche di confezionamento dei chip uniscono diversi componenti di semiconduttori con parti passive, ha affermato Tobias Gotschke, Senior Project Manager New Venture di SCHOTT, che produce componenti di circuiti stampati, in un'intervista via e-mail con Lifewire. Questo approccio può ridurre le dimensioni del sistema, aumentare le prestazioni, gestire grandi carichi termici e ridurre i costi.
SCHOTT vende materiali che consentono la produzione di circuiti stampati in vetro. "Ciò consentirà pacchetti più potenti con una resa maggiore e tolleranze di produzione più strette e si tradurrà in chip più piccoli ed ecologici con consumi energetici ridotti", ha affermato Gotschke.
