Key takeaways
- En voksende revolution inden for chipemballage sætter komponenter sammen til større kraft.
- Apples nye M1 Ultra-chips forbinder to M1 Max-chips med 10.000 ledninger, der bærer 2,5 terabyte data pr. sekund.
-
Apple hævder, at den nye chip også er mere effektiv end sine konkurrenter.
Hvordan en computerchip smeltes sammen med andre komponenter, kan føre til store præstationsgevinster.
Apples nye M1 Ultra-chips bruger fremskridt inden for en slags chipfremstilling kaldet "emballage". Virksomhedens UltraFusion, navnet på dets emballageteknologi, forbinder to M1 Max-chips med 10.000 ledninger, der kan bære 2.5 terabyte data i sekundet. Processen er en del af en voksende revolution inden for chipemballage.
"Avanceret emballage er et vigtigt og fremvoksende område inden for mikroelektronik," fort alte Janos Veres, direktør for ingeniør hos NextFlex, et konsortium, der arbejder på at fremme fremstillingen af trykt fleksibel elektronik, til Lifewire i et e-mailinterview. "Det handler typisk om at integrere forskellige komponenter på matriceniveau såsom analoge, digitale eller endda optoelektroniske "chiplets" i en kompleks pakke."
A Chip Sandwich
Apple byggede sin nye M1 Ultra-chip ved at kombinere to M1 Max-chips ved hjælp af UltraFusion, dens specialbyggede pakkemetode.
Som regel øger chipproducenter ydeevnen ved at forbinde to chips gennem et bundkort, hvilket typisk medfører betydelige afvejninger, herunder øget latenstid, reduceret båndbredde og øget strømforbrug. Apple tog en anden tilgang med UltraFusion, der bruger en siliciuminterposer, der forbinder chipsene på tværs af mere end 10.000 signaler, hvilket giver en øget 2.5 TB/s lav latenstid, inter-processor båndbredde.
Denne teknik gør det muligt for M1 Ultra at opføre sig og blive genkendt af software som én chip, så udviklere behøver ikke at omskrive koden for at drage fordel af dens ydeevne.
"Ved at forbinde to M1 Max-dyser med vores UltraFusion-pakkearkitektur, er vi i stand til at skalere Apple-silicium til hidtil usete nye højder," sagde Johny Srouji, Apples senior vicepræsident for Hardware Technologies, i en pressemeddelelse. "Med sin kraftfulde CPU, massive GPU, utrolige Neural Engine, ProRes hardwareacceleration og enorme mængde forenet hukommelse fuldender M1 Ultra M1-familien som verdens mest kraftfulde og dygtigste chip til en personlig computer."
Takket være det nye emballagedesign har M1 Ultra en 20-core CPU med 16 højtydende kerner og fire højeffektive kerner. Apple hævder, at chippen leverer 90 procent højere multi-threaded-ydeevne end den hurtigste tilgængelige 16-core pc desktop-chip i samme power-envelope.
Den nye chip er også mere effektiv end sine konkurrenter, hævder Apple. M1 Ultra når pc-chippens højeste ydeevne ved at bruge 100 færre watt, hvilket betyder, at der forbruges mindre energi, og blæsere kører stille, selv med krævende apps.
Kraft i tal
Apple er ikke den eneste virksomhed, der udforsker nye måder at pakke chips på. AMD afslørede på Computex 2021 en pakketeknologi, der stabler små chips oven på hinanden, kaldet 3D-emballage. De første chips, der bruger teknologien, vil være Ryzen 7 5800X3D gaming pc-chips, der forventes senere på året. AMDs tilgang, kaldet 3D V-Cache, binder højhastighedshukommelseschips til et processorkompleks for et 15 % ydelsesforøgelse.
Innovationer inden for chipemballage kan føre til nye slags gadgets, der er fladere og mere fleksible end dem, der er tilgængelige i øjeblikket. Et område, der ser fremskridt, er printkort (PCB'er), sagde Veres. Skæringspunktet mellem avanceret emballage og avanceret PCB kan føre til "System Level Packaging" PCB'er med indlejrede komponenter, hvilket eliminerer diskrete komponenter som modstande og kondensatorer.
Nye chipfremstillingsteknikker vil føre til "flad elektronik, origamielektronik og elektronik, der kan knuses og smuldres," sagde Veres. "Det ultimative mål vil være helt at eliminere forskellen mellem pakke, printkort og system."
Nye chippakningsteknikker klæber forskellige halvlederkomponenter sammen med passive dele, sagde Tobias Gotschke, Senior Project Manager New Venture hos SCHOTT, som laver printkortkomponenter, i et e-mailinterview med Lifewire. Denne tilgang kan reducere systemstørrelsen, øge ydeevnen, håndtere store termiske belastninger og reducere omkostningerne.
SCHOTT sælger materialer, der tillader fremstilling af glaskredsløb. "Dette vil muliggøre mere kraftfulde pakker med større udbytte og snævrere fremstillingstolerancer og vil resultere i mindre, miljøvenlige chips med reduceret strømforbrug," sagde Gotschke.
