أحدثت فكرة معالجات waferscale الكثير من الضجيج في الثمانينيات من القرن الماضي ، ولكن تبين أنها نسيت منذ عقود بسبب تعقيد الإنتاج. اليوم ، التكنولوجيا تحاول مرة أخرى لتطوير. نقول من الذي يعمل في هذا المجال.
/ الصورة timo vn CC BYما هو waferscale
في إنتاج المعالجات الحديثة ، يتم
تقطيع ركيزة السيليكون إلى بلورات فردية ، يتم تجميع الرقاقة منها.
تتضمن تقنية waferscale (WSI) إنشاء معالجات (كل من وحدة المعالجة المركزية (CPU) و GPU) على رقاقة شبه موصلة واحدة - تصبح رقاقة واحدة كبيرة. هذا النهج يزيد من أداء النظام: يتم وضع المكونات أقرب ، لذلك يتم نقل البيانات بشكل أسرع.
في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي ، تم اقتراح تقنية WSI لإنشاء رقائق لأجهزة الكمبيوتر العملاقة. ومع ذلك ، فقد تقرر التخلي عن هذه الفكرة - كان هناك الكثير من العيوب في الرقائق أثناء الإنتاج.
على سبيل المثال ، عملت شركة أنظمة Trilogy Systems ، التي أصبحت آنذاك الأكثر تمويلًا في وادي السيليكون ، في هذا المجال - وتلقت استثمارات بقيمة 230 مليون دولار. لكن الشركة فشلت في تشكيل تكنولوجيا عملية موثوقة. في عام 1985 ، أوقفت شركة Trilogy أبحاث WSI وأفلست ، مما أثر سلبًا على السمعة الإجمالية لمعالجات waferscale.
في الآونة الأخيرة فقط ، تم الحديث عن WSI مرة أخرى كمجال واعد. على سبيل المثال ، من المتوقع أن تساعد هذه الأجهزة في زيادة إنتاجية البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات في مراكز البيانات. غالبًا ما
تتحول واجهات نقل البيانات بين مكونات الخادم
إلى عنق الزجاجة. أنظمة Waferscale ، عن طريق وضع جزء من المكونات على ركيزة واحدة ، يمكن أن تساعد في حل مشكلة عرض النطاق الترددي.
الذي يطور التكنولوجيا
المؤسسات التي تطور معالجات مقياس المياه اليوم
هي جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وجامعة إلينوي في أوربانا شامبين. في أوائل شهر فبراير من هذا العام ، اقترح طاقم الجامعة إنشاء نظام يجمع بين العشرات من وحدات معالجة الرسومات على سيليكون واحد. يُطلق على المشروع اسم Silicon Interconnect Fabric أو Si-IF.
تمكن المهندسون من إنشاء نموذجين أوليين لـ 24 و 40 وحدة معالجة الرسومات. أجرى المطورون اختبارات مقارنة مع الأجهزة الكلاسيكية (مع نفس عدد وحدات الحوسبة) - كان أداء أجهزة Si-IF أعلى من 2.5 إلى 5 مرات. من المحتمل ، أن التكنولوجيا يمكنها تسريع عمل الخوادم القائمة على وحدات معالجة الرسومات في مراكز البيانات.
منذ عام 2012 ، شاركت الشركة المصنعة التايوانية TSMC في معالجات Waferscale.
وتسمى تقنيتهم CoWoS - "رقاقة على رقاقة على الركيزة." على جسر السيليكون (المتدخل) توجد وحدة معالجة الرسومات والذاكرة ، FPGA والذاكرة أو وحدات تحكم الشبكة. ثم يتم تثبيت الجسر على لوحة الدوائر و "تعبئتها" مثل المعالج العادي. يتم استخدام الحل بالفعل في الأجهزة الحقيقية ،
على سبيل المثال ، رقائق رسومات سلسلة Nvidia Volta.
يعمل المهندسون أيضًا على تطوير التكنولوجيا كجزء من مشروع WIPE ، الذي يعد جزءًا من مبادرة الحلول الأوروبية المبتكرة
Horizon 2020 . تضم شبكة WIPE سبعة أعضاء ، من بينهم IBM ، والمركز البلجيكي للالكترونيات الدقيقة iMinds وعدد من معاهد البحوث.
/ الصورة Enrique Jiménez CC BY-SAتقترح المنظمة إنشاء معالج للعمل مع شبكات الألياف البصرية. في ذلك ، سيتم وضع وحدة لتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية أعلى رقاقة السيليكون مع الرقائق وتوصيلها مباشرة من خلال ملامسات معدنية. يتوقع الباحثون أن تستهلك هذه البنية طاقة أقل وتعمل بشكل أسرع من الأنظمة التقليدية مع أجهزة إرسال واستقبال منفصلة.
ما هي الاحتمالات
يتوقع الخبراء أن يساعد تطوير معالجات WSI مراكز البيانات على زيادة سعة الخادم للمهام الشاقة ، مثل تدريب الشبكات العصبية. وفقًا لبعض التقارير ، تعمل بدء تشغيل Cerebras بالفعل على معالج waferscale لتعلم الآلة - على الرغم من أن الشركة نفسها تخفي تفاصيل التطوير.
ميزة أخرى من WSI هو سهولة الإدارة. بالنسبة لأنظمة التشغيل والبرامج الأخرى ، لا تشبه أجهزة waferscale عدة معالجات منفصلة ، على سبيل المثال ، مثل وحدة معالجة رسومات كبيرة واحدة. يعمل ذلك على تبسيط عمل المبرمجين ومسؤولي النظام الذين لا يحتاجون إلى تكوين كل وحدة من وحدات نظام waferscale بشكل فردي.
لكن معالجات waferscale لها
قيود تجعل توسيع نطاق البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات أمرًا صعبًا. تتطلب أنظمة الطاقة في رقائق WSI تركيب منظمات الجهد. تشغل هذه الكتل مكانًا يمكن وضع وحدات حوسبة إضافية فيه. هناك قيود أخرى على معالجات waferscale تتعلق بتبريد الجهاز. الكثافة العالية للوحدات على الرقاقة
تعقد تبديد الحرارة.
لكن وفقًا للخبراء ، فإن هذه المشكلات قابلة
للتغلب عليها ، وقد حان الوقت الآن لإحياء WSI. منذ الثمانينات ، أصبحت تقنيات تصنيع المعالجات أكثر تقدمًا ، وانخفض عدد العيوب. لذلك ، يمكننا أن نتوقع أنه في المستقبل القريب سوف تظهر المزيد والمزيد من المشاريع على تطوير أجهزة waferscale.
ما نكتب عنه في مدونة الشركات:
وفي قناة Telegram: