Belangrijkste afhaalrestaurants
- Een groeiende revolutie in chipverpakkingen voegt componenten samen voor meer kracht.
- De nieuwe M1 Ultra-chips van Apple verbinden twee M1 Max-chips met 10.000 draden die 2,5 terabyte aan gegevens per seconde vervoeren.
-
Apple beweert dat de nieuwe chip ook efficiënter is dan zijn concurrenten.
Hoe een computerchip wordt versmolten met andere componenten kan leiden tot grote prestatieverbeteringen.
Apple's nieuwe M1 Ultra-chips maken gebruik van vooruitgang in een soort chipproductie die 'verpakking' wordt genoemd. De UltraFusion van het bedrijf, de naam van zijn verpakkingstechnologie, verbindt twee M1 Max-chips met 10.000 draden die er 2 kunnen dragen.5 terabyte aan gegevens per seconde. Het proces maakt deel uit van een groeiende revolutie in chipverpakkingen.
"Geavanceerde verpakkingen zijn een belangrijk en opkomend gebied van micro-elektronica", vertelde Janos Veres, de technisch directeur bij NextFlex, een consortium dat de productie van gedrukte flexibele elektronica bevordert, in een e-mailinterview aan Lifewire. "Het gaat meestal om het integreren van verschillende componenten op die-niveau, zoals analoge, digitale of zelfs opto-elektronische "chiplets" in een complex pakket."
A Chip Sandwich
Apple heeft zijn nieuwe M1 Ultra-chip gebouwd door twee M1 Max-chips te combineren met UltraFusion, de op maat gemaakte verpakkingsmethode.
Meestal verbeteren chipfabrikanten de prestaties door twee chips via een moederbord aan te sluiten, wat doorgaans aanzienlijke compromissen met zich meebrengt, waaronder verhoogde latentie, verminderde bandbreedte en verhoogd stroomverbruik. Apple pakte het anders aan met UltraFusion, dat gebruikmaakt van een silicium-interposer die de chips over meer dan 10.000 signalen verbindt, wat een verhoogde 2 oplevert.5TB/s lage latentie, bandbreedte tussen processors.
Met deze techniek kan de M1 Ultra zich gedragen en door software worden herkend als één chip, zodat ontwikkelaars de code niet hoeven te herschrijven om te profiteren van de prestaties.
"Door twee M1 Max-stempels te verbinden met onze UltraFusion-verpakkingsarchitectuur, kunnen we Apple-silicium naar ongekende nieuwe hoogten schalen", zei Johny Srouji, senior vice-president van Hardware Technologies bij Apple, in een persbericht. "Met zijn krachtige CPU, enorme GPU, ongelooflijke Neural Engine, ProRes-hardwareversnelling en enorme hoeveelheid verenigd geheugen, maakt de M1 Ultra de M1-familie compleet als 's werelds krachtigste en meest capabele chip voor een personal computer."
Dankzij het nieuwe verpakkingsontwerp beschikt de M1 Ultra over een 20-core CPU met 16 high-performance cores en vier high-efficiency cores. Apple beweert dat de chip 90 procent betere multi-threaded prestaties levert dan de snelst beschikbare 16-core pc-desktopchip in dezelfde vermogensomhulling.
De nieuwe chip is ook efficiënter dan zijn concurrenten, beweert Apple. De M1 Ultra bereikt de topprestaties van de pc-chip met 100 watt minder, wat betekent dat er minder energie wordt verbruikt, en ventilatoren stil werken, zelfs met veeleisende apps.
Kracht in cijfers
Apple is niet het enige bedrijf dat nieuwe manieren onderzoekt om chips te verpakken. AMD onthulde op Computex 2021 een verpakkingstechnologie die kleine chips op elkaar stapelt, de zogenaamde 3D-verpakking. De eerste chips die deze technologie gebruiken, zijn de Ryzen 7 5800X3D gaming-pc-chips die later dit jaar worden verwacht. AMD's aanpak, genaamd 3D V-Cache, verbindt high-speed geheugenchips in een processorcomplex voor een prestatieverbetering van 15%.
Innovaties in chipverpakkingen kunnen leiden tot nieuwe soorten gadgets die platter en flexibeler zijn dan de huidige. Een gebied dat vooruitgang ziet, zijn printplaten (PCB's), zei Veres. De kruising van geavanceerde verpakkingen en geavanceerde PCB's zou kunnen leiden tot "System Level Packaging" PCB's met ingebouwde componenten, waardoor discrete componenten zoals weerstanden en condensatoren worden geëlimineerd.
Nieuwe chipfabricagetechnieken zullen leiden tot "platte elektronica, origami-elektronica en elektronica die kan worden verpletterd en verkruimeld", zei Veres. "Het uiteindelijke doel zal zijn om het onderscheid tussen pakket, printplaat en systeem helemaal te elimineren."
Nieuwe chipverpakkingstechnieken plakken verschillende halfgeleidercomponenten aan elkaar met passieve onderdelen, zei Tobias Gotschke, Senior Project Manager New Venture bij SCHOTT, dat printplaatcomponenten maakt, in een e-mailinterview met Lifewire. Deze aanpak kan de systeemomvang verkleinen, de prestaties verbeteren, grote thermische belastingen aan en de kosten verlagen.
SCHOTT verkoopt materialen waarmee glazen printplaten kunnen worden gemaakt. "Dit zal krachtigere pakketten mogelijk maken met een grotere opbrengst en nauwere fabricagetoleranties en zal resulteren in kleinere, milieuvriendelijke chips met een lager stroomverbruik", zei Gotschke.
