Apple quiere llevar “King Fried Chips” a visitar Jurassic Park Filosofía dura

Todavía hay muchos acertijos sobre la serie de chips M1 de desarrollo propio de Apple.

Recientemente, ha habido muchos rumores sobre el seguimiento del chip M1, M2 y M3, pero la mayoría de ellos son información que llama la atención. No hay información clara sobre la arquitectura, el rendimiento y el núcleo, pero sí más sobre TSMC Actualización de nodos de proceso.

Las tecnologías de 4nm, 3nm y otras nuevas tecnologías de proceso de TSMC pueden ser puntos de actualización más grandes. De esta forma, en la serie M1 que ya tiene asombroso el ratio de consumo energético, M2 y M3 solo aumentan.

Pero, después de dos años, ¿cuándo se actualiza el proceso del nodo a 3 nm?

Hay alrededor de dos, uno es secar el proceso del nodo a 1 nm, acercándose de forma inalámbrica al límite físico, pero es más difícil. La otra es evitar los beneficios de las actualizaciones de los procesos de nodo y tomar el camino de los "pequeños chips" de Chiplet.

¿No es suficiente un M1 Max? Luego instale dos Mac Pro

Sin embargo, Apple, a la que siempre le ha disgustado estar a merced de la cadena de suministro, puede estar buscando una forma viable mientras aprovecha la alta relación de eficiencia energética de los nodos y los chips ARM.

Desde M1 hasta los más potentes M1 Pro y M1 Max, tienen casi la misma arquitectura. La versión de rendimiento de un solo núcleo es relativamente cercana. La mayor diferencia es en realidad el número de núcleos.

Incluso, puede comprender simplemente que los chips M basados ​​en ARM dependen de la cantidad de núcleos de pila para obtener un techo de rendimiento más alto.

• M1: CPU 4 + 4 núcleos, GPU 8 núcleos, 16 mil millones de transistores, red neuronal de 16 núcleos;
• M1 Pro: CPU 2 + 8 núcleos, GPU 16 núcleos, 33,7 mil millones de transistores, red neuronal de 16 núcleos;
• M1 Max: CPU 2 + 8 núcleos, GPU 32 núcleos; 57 mil millones de transistores, red neuronal de 16 núcleos;

Desde otra perspectiva, el área del chip de M1 es de aproximadamente 120 mm², mientras que la de M1 Pro es de 245 mm². Cuando se trata de M1 Max, se eleva directamente a 432 mm².

Para la misma generación de chips M, cuanto más Max, mayor es el número de núcleo y el área del chip. A partir de aquí, no es difícil comprender las reglas de nomenclatura de Apple para los chips M. Es fácil de entender. Microsoft, Intel y Qualcomm realmente debería estudiar mucho.

Aunque Tim Millet, arquitecto de chips de Apple y vicepresidente, explicó en detalle en el podcast de actualización en noviembre, el arduo viaje de Apple en el desarrollo del chip M, pero para el próximo desarrollo del chip M, y cómo cambiar Max sobre la base de Max no ha mencionado una palabra.

Con el MacBook Pro 14/16 en el mercado uno tras otro, después de muchas exploraciones privadas de aficionados, parece que Apple también ha hecho que el M1 Max sea más un presagio de Max.

Eso es "Pon dos M1 Max, e incluso puedes duplicarlo".

Esta conjetura se basa en realidad en el desmontaje y encontró que el M1 Max tiene un "área desconocida" adicional en comparación con el M1 Pro. Después de una lluvia de ideas, se supone que es un "bus de alta velocidad" reservado para conectar dos o más M1 Máx.

Esto también se ajusta a los rumores de que los nuevos iMac Pro y Mac Pro usarán múltiples procesadores M1 Max. "Es como jugar a Lego, apilar madera y golpear al maestro indiscriminadamente".

Sin embargo, el término "pila de madera" no es muy exacto y "rompecabezas" es más exacto. De esta forma, el área de viruta del doble M1 Max será bastante considerable, y cuatro veces eso no tiene precedentes.

M1 Max Duo supera a la GPU GA100 superior de Nvidia. El área del chip (826 mm²) es casi segura.

Un SoC tan grande, considerando toda la historia de los semiconductores, definitivamente puede contarse como un chip de nivel "Tyrannosaurus", sin mencionar que se basará en un proceso de 5 nm, y es muy probable que el costo supere a cualquier chip contemporáneo.

Cuando los chips de la serie M entran en "Jurassic Park"

Desde la computadora original ENIAC que pesaba 30 toneladas y cubría un área de 170 metros cuadrados, hasta la PC de escritorio actual, casi todos los equipos se están desarrollando hacia la miniaturización y la integración.

Lo mismo ocurre con los procesadores en el mundo de los semiconductores: cuando el nodo del proceso todavía tiene μm, el área del primer Pentium (Pentium) de Intel es de aproximadamente 294 mm², según el proceso de 0,8 μm.

En la era de los procesadores x86, Intel Pentium III Xeon tiene un área de 385 mm² y se basa en un proceso de 0,18 μm. Sin embargo, en ese momento, muchos fabricantes de procesadores estaban controlando estrictamente el volumen y reduciendo el costo e introdujeron PC relativamente asequibles para promocionarlas entre el público en general.

En el futuro, ya sea por la popularidad de los 64 bits o el salto de los nodos de proceso, el tamaño del procesador se controla en su mayoría por debajo de 500 mm². Bajo la premisa del control de costos y el uso eficiente de obleas, casi ha detenido al consumidor: procesador de grado frente a la "dinosaurización". "desarrollo de.

La industria de los semiconductores de consumo parece haber pasado gradualmente del Jurásico a una nueva era.

En este momento, la posible ruta de desarrollo del chip M de Apple parece haberse rebobinado al "Jurásico", pero si bien el tamaño del procesador ha avanzado, la densidad de transistores no ha disminuido.

Aunque parece que no debería ser difícil juntar dos chips, y no es necesario rediseñar la arquitectura y el núcleo. Pero en realidad, con el aumento del área de viruta (especialmente el crecimiento duplicado) y la garantía de un rendimiento y capacidad de producción suficientes, el costo se dispara directamente.

Los chips de la serie M de Apple siguen siendo productos de consumo. Hace un año, se deshicieron de Intel, por un lado para controlar la solidez del producto, por otro lado, para controlar los costos y maximizar las ganancias. El costo errático de un SoC de área grande claramente no es lo que esperaba Apple.

Por otro lado, si se empalman dos o más M1 Max, el diseño de la memoria unificada (UMA) también será un gran problema. Vuelva a planificar la ubicación del núcleo múltiple, introduzca un mayor ancho de banda y una mayor capacidad. la memoria Es inevitable.

Para el público, puede ser un diseño de chip más complicado, y para el privado, puede aumentar de manera invisible el costo varias veces, lo que será dos obstáculos importantes para que el chip M de Apple se convierta en más Max.

La ley de Moore está en el pasado, el momento es ahora

"La cantidad de transistores que se pueden instalar en un circuito integrado se duplicará aproximadamente cada dos años". Esta es la famosa Ley de Moore, y tiene otro dicho: "Cada 18 meses, el rendimiento del chip se duplicará".

El rendimiento aquí en realidad se refiere al número de transistores. En comparación con M1, M1 Max tiene una mejora de rendimiento de 3,5 veces, lo que simplemente refleja la diferencia en el número de transistores.

El número de transistores se duplicó en la serie M1, lo que representa un aumento en el área del chip. Desde un punto de vista histórico, es más dependiente del progreso tecnológico, del nivel de μm a nm, el número de transistores también ha saltado de un millón a cien millones.

Sin embargo, alrededor de 2013, la Ley de Moore se ha ralentizado. Desde entonces hasta ahora, los beneficios de rendimiento de la mejora de los nodos de proceso han ido disminuyendo.

De hecho, los procesos de tecnología más avanzada pueden aumentar el número de transistores, pero también van acompañados de cambios en el costo y el rendimiento.

Según los datos publicados por International Business Strategy Corporation (IBS), se espera que el diseño de un chip de 3 nm cueste 590 millones de dólares estadounidenses, mientras que 5 nm solo cuesta 416 millones de dólares estadounidenses, 7 nm son 217 millones de dólares estadounidenses y 28 nm son solo 40. millones de dólares estadounidenses.

TSMC ha anunciado previamente que invertirá 20 mil millones de dólares estadounidenses para construir una fábrica de obleas de 3 nm, también por 3 nm, el costo de Samsung no es menor que el de TSMC.

Hasta ahora, solo TSMC y Samsung están implementando activamente obleas de 3 nm. Otros fabricantes no quieren, pero no pueden pagar el dinero.

Por otro lado, la tasa de rendimiento de las virutas disminuye a medida que aumenta el área. La tasa de aprobación de diseño de 700 mm² es solo alrededor del 30%. Cuando se reduce a 150 mm², la tasa de rendimiento se eleva al 80%.

No importa cómo se mire, el camino hacia las actualizaciones de chips parece estar bloqueado.

Para seguir aumentando la escala y la densidad del chip, muchas personas han centrado su atención en la actualización del nodo de proceso al proceso de empaquetado, que es la tecnología Chiplet (chip pequeño) de AMD.

En términos simples, Chiplet es como bolas de masa rellenas de bolas de arroz glutinoso, que encapsulan pequeños chips con diferentes funciones juntas, en lugar de cortar directamente de la oblea, y utilizan tecnología de empaquetado avanzada para compensar el estancamiento del nodo del proceso.

En los últimos años, AMD también ha utilizado la tecnología Chiplet para aumentar continuamente la densidad del procesador para contraatacar a Intel, y gradualmente comenzó a conquistar el mercado.

Para Chiplet, que ha surgido en los últimos años, The Linley Group, una organización de consultoría autorizada en la industria de la tecnología, propuso directamente que Chiplet puede reducir el costo de diseño de chips grandes de 7 nm en más del 25% en el artículo "Por qué se están obteniendo los chips grandes Pequeño ". Durante el proceso, el ahorro de costes será aún mayor.

Y el 3D V-Cache anunciado por AMD también confirma que Chiplet, que combina la tecnología antigua y la tecnología de empaquetado avanzada, puede lograr un mayor rendimiento de nodo e incluso mezclar chips de diferentes nodos de proceso, con suficiente flexibilidad.

Además de reducir costos y lograr un rendimiento más avanzado, Chiplet también acelerará el lanzamiento de productos. Después de todo, es suficiente usar directamente chips viejos con procesos de empaque avanzados e incluso ignorar el diseño de los nodos de procesos avanzados.

Habiendo dicho tantas ventajas, Chiplet también tiene las desventajas correspondientes: el apilamiento de pequeños chips 2D y 3D tiene requisitos muy altos para el diseño de gestión térmica, y el consumo total de energía térmica en el paquete se mejorará significativamente.

Pero en cualquier caso, Chiplet ha sido reconocido por muchas instituciones y fabricantes como una tecnología importante para los avances continuos en el rendimiento de los chips en la era posterior a Moore.

Y volviendo al chip M original desarrollado por Apple, a través de la arquitectura ARM y la actualización de los nodos de proceso, la relación de eficiencia energética se mejora continuamente y, por cierto, el rendimiento y el costo se controlan. En cuanto a si combinará múltiples M1 Max juntos para formar un SoC gigante complejo en el Mac Pro de nivel de estación de trabajo, desde el punto de vista actual, Apple tiene suficiente capital y fuerza para diseñar y producir un procesador "gigante prehistórico".

En cuanto a Chiplet, creo que debe haber aparecido en los dibujos del equipo de chips de Apple. En lugar de enfrentar la futura actualización incierta del nodo del proceso, es mejor buscar activamente cambios y confiar en el chip M actual y el chip A para combinar para completar una actualización más profunda de SoC.

El M1 Max Duo que puede aparecer también es muy probable que se convierta en el SoC más grande en la historia de la fabricación de núcleos de Apple, y no habrá nadie por venir.

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