Исследователям удалось создать первый монолитный 3D-процессор
Разработчики и производители микросхем памяти некоторое время используют или 2.5D-упаковку, или некое подобие 3D-упаковки для своей продукции. Наилучший вариант, то есть второй, подразумевает наложение отдельных блоков друг на друга и соединение их при помощи высокоскоростного интерконнекта, чаще всего сквозными кремниевыми каналами (TSV). Такой подход имеет множество плюсов, но и без недостатков не обошлось, поэтому разработка именно монолитной 3D-упаковки всё ещё идёт полным ходом.
Умные люди из Стэнфорда, Карнеги-Меллона, Пенсильванского университета и Массачусетского технологического института объединились с SkyWater Technology и смогли создать первый действительно 3D-процессор. Им удалось наложить слой памяти на слой вычислительной плитки без отдельного интерконнекта. Для этого им потребовался низкотемпературный процесс с вертикальной сетью межсоединений, сокращающей пути передачи данных между ячейками памяти и вычислительными блоками.
«Вместо того чтобы изготавливать отдельные чипы и затем сплавлять их, команда создает каждый слой непосредственно поверх предыдущего в рамках одного непрерывного процесса. Этот “монолитный” метод использует температуры, достаточно низкие, чтобы избежать повреждения, что позволяет исследователям укладывать компоненты более плотно и соединять их гораздо плотнее».
Изготовление прототипа производилось путём применения 90–130-нанометровых технологических норм. Ранние аппаратные тесты показывают примерно четырёхкратное увеличение пропускной способности по сравнению с сопоставимой 2D-реализацией, работающей с такой же задержкой и занимаемой площадью. При этом моделирование показывает ещё более приятные значения: производительность измерялась в задачах с высокой нагрузкой на систему памяти в виде искусственного интеллекта, где наблюдается 12-кратный рост.
Большим плюсом разработки является тот факт, что для создания продуктов нет необходимости в применении необычных инструментов, ведь тот же прототип был создан на коммерчески эксплуатируемой производственной линии, хоть и не по самому современному техпроцессу.