Moore Yasası’nın ölümü, bu noktada mühendisler ve uzmanlar arasında defalarca tartışıldı. Ve silikon bazlı transistörler küçüldükçe küçüldükçe, üreticiler artan sıcaklık yoğunluklarıyla (daha küçük bir alanda daha fazla transistör, daha fazla ısı üretir) boğuşmak zorunda kaldılar, doğal olarak daha küçük, daha hızlı transistörlerin yakın bir şekilde paketlenmesinden kaynaklanan diğer sorunlardan bahsetmiyorum bile.
Ve TSMC’nin InFO_LI ve Intel’in Foveros 3D teknolojisi gibi yonga teknolojileri, daha fazla işlevsellik ve aynı alt tabakada birden fazla yongayı eşleştirme becerisini mümkün kılmış olsa da, bu yongaları birbirine bağlamak için hala elektronları taşıyan elektrik kabloları gerekir. Uçan elektronlar, hem artan sıcaklıklar (yarı iletkenin direncinden geçerek) hem de artan güç tüketimi anlamına gelir. kapsamında olduğu gibi Kayıt, Lightmatter’ın başka bir fikri daha var: çipleri tamamen elektrik kablosu olmadan bağlayın. Şirket alternatifi ile HotChips’i aldı: fotonik.
Lightmatter’ın kurucusu ve CEO’su Nicholas Harris, şirketin HotChips sunumunda, “Elektriksel olarak birbirine bağlı yonga dizileri, güç tüketiminin birleştirilmesi de dahil olmak üzere, temel olarak sorunlardan muzdarip” dedi.
Sorun açıktır ve zaten iyi tanımlanmıştır: Tek bir pakette ne kadar çok chiplet bağlanırsa, hesaplama için gerekli verilerin ticaretini yapmak için bu chipletlerin birbirleriyle o kadar fazla ara bağlantıya sahip olması gerekir. Elektrik hızlı bir ortam olsa da, mevcut en hızlı değil – bu ödül ışık için ayrılmıştır. Şirketin Passage teknolojisi böylece farklı çiplerin nano-fotonik dalga kılavuzları aracılığıyla birbirine bağlanmasına izin vererek fotoniği chiplet çağına getirmeyi amaçlıyor. Bunlar esasen (her yerde bulunan elektronlar yerine) son derece düşük sinyal kaybı ve çok daha yüksek bant genişliği ile bilgi taşımak için fotonları kullanır.
İlginç bir şekilde AMD, mimarileri için de bilgi aktarımına izin verebilecek fotonik tasarımları araştırıyor. Kendi adına, Intel’in kendisine adanmış bir araştırma merkezi var.
Harris, “Geçit, lazerler, optik modülatörler, foto dedektörler ve transistörler içeren 300 mm’lik bir Silicon Photonics yonga levhasından kesilmiştir,” diye devam etti Harris.
Daha sonra birbirine bağlanacak yongalar (ASIC’ler, CPU’lar, GPU’lar veya bellek yongaları gibi) bu fotonikle çalışan ‘sandviç’in üzerine yerleştirilir.
Harris, “Passage lazerleri ve transistörleri entegre ettiğinden, birlikte paketlenmiş çipler, gönderme, alma veya devre anahtarlama fotonik elemanlarının herhangi bir karmaşıklığı ile uğraşmak zorunda değil” dedi. “Her Passage döşemesi bir dizi heterojen çip barındırabilir. Örneğin, bir kutucuk iki farklı ASIC türü ve belki iki HBM yığını içerebilir.”
Şirket, yaklaşımının, noktalar arasındaki mesafeden bağımsız olarak bilginin çıkış ve giriş noktası arasında 2 nanosaniyenin altında atlama süreleri getirdiğini iddia ediyor (böylece en uzak yongacıklar en yakın olanlar kadar hızlı iletişim kuracak). Lightmatter tarafından kullanılan nano-fotonik dalga kılavuzları, çok daha küçük oldukları için geleneksel fiber optik ara bağlantılara göre avantajlara sahiptir: Şirket, tek bir optik fiberin alanına 40’a kadar dalga kılavuzu sığabileceğini söylüyor.
Lightmatter’e göre bu, her bir kalıba 96 TBps bant genişliği sağlamalarına izin veriyor. Bunu şununla karşılaştır AMD’nin Infinity Fabric maksimum teorik bant genişliği 800 Gbps. Çip dışı iletişim — Passage’dan fiber diziler aracılığıyla diğer sistemlere — yaklaşık 16 TBps’de zirve yapar.
Ayrıca, Passage tamamen özelleştirilebilir bir paket üzerinde ara bağlantı olduğundan, üreticilerin artık kendi ara bağlantı tasarımlarını (AMD’nin Infinity Fabric’i veya Intel’in EMIB’si gibi) tasarlamaları gerekmez. Cihazlarını, 48 adede kadar tam retikül çipini (tam retikül, bu çiplerin üretim süreçlerinin izin verdiği kadar çok alanı kaplayabileceği anlamına gelir) barındırabilen ve aralarında zaten var olan bir ara bağlantı sağlayan, fotonikle çalışan bir Geçit’e bırakabilirler. onlara.
Bunun baştan sona fotonik olmasına rağmen, Passage’a yerleştirilen çipler daha geleneksel, silikon bazlı transistör tipinde olacak, bu da onların hala elektriksel iletişim gerektirdiği anlamına geliyor. Bu, aynı zamanda kalıplara güç sağlayan ve PCIe ve CXL standartlarını destekleyen Through Silicon Vias (TSV’ler) kullanılarak da desteklenir.
Moore Yasası ölmedi, sadece çip tasarımcısının yaratıcılığı yüzünden. Lightmatter’ın yaklaşımı, bilişimin bugün ve yarın ivmesini sürdürmeyi amaçlayan bir dizi adımdan yalnızca biridir. Tek soru, büyük çip şirketleri, kendi teknolojilerini geliştirmek için büyük miktarlarda para ve mühendislik kaynakları harcarken Lightmatter’ın teknolojisini benimsemeye ne kadar istekli olacaklar?