Янещодавнообговорювавτ-масштабування(темпоральнемасштабування)Huaweiзлюдьмиіпомітив,щорозмовазазвичайзалишаєтьсянаповерхневомурівні,недосягаючисуті—ймовірно,томущобагатоучасниківнемаютьпрофільноїосвітивгалузіелектротехнікитанезнайомізкласичнимзначеннямτутеоріїкіл.Першасталачасу,якувивчаютьукурсіелектричнихкіл,—цеτ=RC:опірпроводу,помноженийнайогоємність,даєпорядоквеличиничасу,необхідногосигналудляпроходженняцьогопроводу.Чимдовшийпровід,тимбільшийопіртаємність,ітимповільнішийсигнал.Уційпарадигміостаннішістдесятроківгеометричногомасштабуванняпереосмислюютьсяякоднаконкретнареалізаціятемпоральногомасштабування.Транзисторизменшували,щобскоротитизатримкуперемикання;схемирозміщувалищільніше,щобскоротитиміжз'єднанняметалівізменшитизатримкупоширеннясигналу.Геометричнемасштабуваннязавждибулолишезасобом—стисненнязатримкизавждибулометою.ТезаHuaweiполягаєвтому,щоколигеометричнемасштабуваннязупиняється,визнаходитеіншіспособипродовжуватистискатизатримку.Яквиявилося,статтяХеТінбопроτ-масштабуваннявипустилаv2кількаднівтому,розширившисьз16до23сторінок.Япорівнявдвіверсії:данітависновкинезмінилися.Доповнення—це,посуті,відповідінакількакритичнихзауважень,якііндустріявисловилащодоv1.Тризнихвартообговорити.Найважливішедоповнення—цетестовідокази,якітеперпідкріплюютьранішеголоснетвердженняпро«покращенняенергоефективностіна41%».Уv1цечислонемалобазовогорівнятатестовихумов—найочевиднішацільдляперевірки.V2надаєповнупорівняльнутаблицю.Базовийрівень—Kirin9030Pro2025року.Обидвачіпивикористовуютьодинітойжезрілийтехпроцес;ключовавідмінністьполягаєвтому,щобазовийрівеньвикористовуєтрадиційнийпланарнийдизайн,тодіякKirin2026складаєкритичнішляхичерездвавертикальноз'єднанікристали.Складанняскорочуєміжз'єднаннятазменшуєзатримкуміжз'єднань.Запасчасу,вивільненийнакритичномушляху,безпосередньоперетворюєтьсянавищумаксимальнутактовучастоту:3.1ГГцпринапрузіживлення1.1В,щона13%вищезабазовийрівень.«Покращенняенергоефективностіна41%»походитьвідокремоїробочоїточки,спеціальноналаштованоїдляпорівняннязоднаковоюпродуктивністю:напругазниженадо0.9В,частотазниженадо2.5ГГц,прицьомувимірянапотужністьпри25°Cстановить0.59×відбазовогорівня.Приблизнийрозрахунокпідтверджується:динамічнапотужністьмасштабуєтьсяприблизноякквадратнапругиживлення,томузниженнянапругина18%даєприблизнотретинузниженняпотужностілишезарахунокквадратичногочлена.Враховуючизниженнячастотина9%таємністьміжз'єднань,усуненускладанням,виотримуєтеприблизно0.59×.Отже,точнезначення«покращенняенергоефективностіна41%»—цезниженняпотужностіприоднаковійпродуктивності.Посуті,запасчасу,отриманийвідскладання,обмінюєтьсянанижчеенергоспоживання;виграшвефективностіпоходитьвідлогічногоскладання.Якпримітка,v2такожповідомляє,щощільністьпотужностіпіслядвошаровогостекуванняфактичнона5.6%нижча,ніжубазовогорівня.Другедоповненнястосуєтьсяпитання,якеколегинайімовірнішезададуть:3D-стекуванняіснуєроками—3DV-CacheвідAMDтаFoverosвідIntelобидваумасовомувиробництві—тощоновоговLogicFolding?Щобзрозумітивідповідьстатті,спочаткупотрібнознати,якспілкуютьсядвашарикремнію.Вонипокладаютьсянаміжшаровіконтактніплощадки,якіфункціонуютьякліфти,щоз'єднуютьверхнійтанижнійповерхи.Упопередніхвиробничих3D-стекуванняхкрокконтактнихплощадокстановиввід9мкмдодесятківмікрометрів,щодаєприблизнодесятьтисячз'єднаньнаквадратнийміліметр—достатньо,щобпідключитишинудоцілогоблокукеш-пам'яті.Такимчином,усталенийпідхіддодизайнуполягавуперенесенніцілихфункціональнихблоківнаверхнійрівень.AMD,наприклад,стекуютьцілийкристалкеш-пам'ятіповерхкристалапроцесора;дварівнірозробляютьсянезалежнотаз'єднуютьсячерезінтерфейс.Алевсерединічіпаодинквадратнийміліметрміститьсотнімільйонівтранзисторів.Якщовихочете,щобсусіднілогічнівентилізнаходилисянарізнихрівнях—одинзверху,одинзнизу—цящільністьз'єднаньвиявляєтьсянедостатньою.Kirin2026зменшуєкрокконтактнихплощадокдо1.5мкм,щодає440000з'єднаньнаквадратнийміліметр.Ценаближаєтьсядощільностіверхньогорівняметалізаціївсерединічіпа.Маршрутизаціясигналуміжрівнямикоштуєприблизностількиж,скількимаршрутизаціяміжметалевимишарамиводномукристалі.Нацьомуетапідвакремнієвішаризливаютьсявєдинецілевсенсісхеми.EDA-інструментиможутьвирішуватинарівніокремогологічноговентиля,якийвентильрозміститинаякомурівні,передаючипроблемуалгоритмамдляглобальноїоптимізації—цезовсіміншийступіньсвободидизайнупорівнянозпопереднімипідходами.Статтятакожпояснює,чомувонинепішлибільшагресивнимшляхомвиготовленнядругогошарупристроївбезпосередньоповерхпершого.Цейпідхідзабезпечуєнайтоншеміжшаровез'єднання,алевиготовленнядругогошарувимагаєвисокихтемператур,якіпошкоджуютьвжезавершенийпершийшар.Насьогодніценеєвиробничожиттєздатним.Третєдоповнення—цетерморегулювання.Вертикальнестекуваннязначнозбільшуєтепловущільністьнаодиницюплощі,ашляхвідведеннятепланижньогокристалаблокуєтьсяверхнімкристалом.Цепершезаперечення,якевиникаєувсіхщодо3D-стекування,іv1нерозглядалайогоглибоко.V2відкритовизнає,щотерморегулюваннязалишаєтьсяключовимвикликомдляархітектуриLogicFolding.Контрзаходомєтермочутливерозподіленнятаплануваннярозташування:наетапіпроектуваннявисокопотужнісхемивиключаютьсязкандидатівнаскладання,аплануваннярозташуванняуникаєвертикальногосусідствависокопотужнихблоків,щобзапобігтинакладаннюгарячихточок.Чиєцястратегіянаборомвручнунакладенихінженернихобмежень,чивжекодифікованававтоматизованийпотікуїхніхвнутрішніхEDA-інструментах,статтянеповідомляє.Воналишевизначаємультифізичнийланцюжокінструментівякєдинунайважливішуінвестиціюнанаступнедесятиліття.Упоєднаннізвимірянимиданими,щопоказуютьщільністьпотужностіна5.6%нижчезабазовийрівеньуточціроботизоднаковоюпродуктивністю,занепокоєннящодотеплаотрималопринаймніпрямувідповідь.Тимнеменш,цейпідхідпосутієуникненням.Умірутого,якстекуваннязростаєдотрьохабочотирьохрівнів,простірдизайну,придатнийдляскладання,будепоступовостискатисятепловимиобмеженнями—межа,якустаттянедосліджує.Крімтого,v2включаєпоперечниймікрознімокінтерфейсуз'єднанняміждвомакристаламитачітковказує,щовикористовуєтьсягібриднез'єднаннякристал-на-кристал.Цюспецифікаціювартопорівнятизіндустрією:гібриднез'єднаннякристал-до-кристалазкроком1.5мкмувиробничомулогічномучіпінемаєпрецедентів.SoICвідTSMCзаразувиробництвізкроком6мкм;FoverosDirectвідIntel—9мкм.Вражає,м'якокажучи.Післяпорівняннядвохверсійуменезалишилосядвапитання.Однестосуєтьсяобладнання:хтопостачальникінструментівдляз'єднання,здатнихнатакуспецифікацію?Устаттісказанолише,щоцерезультатбагаторічноїрозробкипроцесувекосистемікількохпостачальників.Інше—проEDA:проектуваннядвохкристалівякєдиногочіпавиходитьзарамкитого,щоможезробитибудь-якийкомерційнодоступнийEDA-інструментсьогодні.Статтявизнаєце,зазначаючилише,щометодологічнідеталібудуть«опублікованіпротягоммісяців».Тимнеменш,таблицячастотпоказує,щоKirinпокоління2027рокуна3.39ГГцвжепозначенийяктакий,щомаєфізичнийкремній,тобтоцейланцюжокінструментівпрацювавуHuaweiвжедавно—ібувперевіренийнащонайменшедвохпоколінняхпродуктів.Моєособистеприпущення:цяEDA-спроможністьбуластворенавсерединіHuawei.Якщохтосьмаєінформаціюзцьогоприводу,ябвітавобговорення.