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Think Tecno

¿Qué son los chiplets de CPU?

Históricamente, las CPU han aumentado rápidamente el rendimiento de acuerdo con la “Ley de Moore” informal. La Ley de Moore es una observación de que la cantidad de transistores en los procesadores y, por lo tanto, la potencia de procesamiento de los procesadores, se duplica aproximadamente cada dos años.

La Ley de Moore se ha mantenido bastante consistente durante décadas desde que se planteó la hipótesis por primera vez en 1965, principalmente debido a que los fabricantes de procesadores siguen avanzando sobre cómo se pueden fabricar pequeños transistores. Reducir el tamaño del transistor del procesador aumenta el rendimiento porque más transistores pueden caber en un espacio más pequeño y porque los componentes más pequeños son más eficientes energéticamente.

La ley de Moore está muerta

Sin embargo, de manera realista, la Ley de Moore nunca se mantendría cierta para siempre, ya que cada vez es más difícil reducir los componentes más pequeños en los que se convierten. Desde 2010, en una escala de 14 y 10 nanómetros, o 10 mil millonésimas de metro, los fabricantes de procesadores han comenzado a trabajar hasta el límite de lo físicamente posible. Los fabricantes de procesadores realmente han luchado para seguir reduciendo el tamaño del proceso a menos de 10 nm, aunque hay chips de 7 nm disponibles y chips de 5 nm en la fase de diseño a partir de 2020.

Para combatir la falta de contracción del proceso, los fabricantes de procesadores han tenido que utilizar otros métodos para seguir aumentando el rendimiento del procesador. Uno de estos métodos consiste simplemente en hacer procesadores más grandes.

rendimiento

Uno de los problemas de construir un procesador increíblemente complejo como este es que el rendimiento del proceso no es del 100%. Algunos de los procesadores fabricados son simplemente defectuosos cuando se fabrican y deben desecharse. Al crear un procesador más grande, el área más grande significa que hay una mayor probabilidad de que cada chip tenga un defecto que deba desecharse.

Los procesadores se fabrican en lotes, con muchos procesadores en una sola oblea de silicio. Por ejemplo, si estas obleas contienen un promedio de 20 errores cada una, será necesario desechar unos 20 procesadores por oblea. Con una CPU pequeña podría haber, digamos, cien procesadores en una sola oblea; perder 20 no es genial, pero un retorno del 80% debería ser rentable. Sin embargo, con un diseño más grande, no es posible colocar tantos procesadores en una sola oblea, con quizás solo 50 procesadores más grandes en una oblea. Perder 20 de esos 50 es mucho más doloroso y es mucho menos probable que sea rentable.

Nota: Los valores de este ejemplo se utilizan solo con fines de demostración y no son necesariamente representativos de los rendimientos del mundo real.

Chiplet

Para combatir esto, los fabricantes de procesadores han separado algunas de las características y componentes en uno o más chips separados, aunque permanecen en el mismo paquete general. Estos chips separados son más pequeños que un solo chip monolítico y se conocen como “Chiplets”.

Cada chiplet ni siquiera necesita usar el mismo nodo de proceso. Es muy posible tener chiplets basados ​​en 7nm y 14nm en el mismo paquete general. El uso de un nodo de proceso diferente puede ayudar a ahorrar costos, ya que es más fácil hacer nodos más grandes y los rendimientos son generalmente más altos ya que la tecnología es menos avanzada.

Sugerencia: nodo de proceso es el término que se utiliza para referirse a la escala de los transistores utilizados.

Por ejemplo, en las CPU de servidor EPYC de segunda generación de AMD, los núcleos del procesador de la CPU se dividen en ocho chiplets separados, cada uno con el nodo del procesador de 7 nm. También se utiliza un chiplet de nodo de 14 nm separado para procesar la E / S o la entrada / salida de los chiplets y el paquete de CPU en general.

Intel planea que algunas de sus CPU futuras tengan dos chips procesadores de CPU separados, cada uno de los cuales se ejecuta en un nodo de proceso diferente. La idea es que el nodo de despensa más antiguo se puede usar para tareas con menores requisitos de energía, mientras que los núcleos de CPU del nodo más nuevo se pueden usar cuando se necesita el máximo rendimiento. El diseño que utiliza un nodo de cómputo dividido será particularmente útil para Intel, que ha luchado por lograr rendimientos aceptables para su proceso de 10 nm.