我们为什么不设计一个巨大的CPU来处理人工智能计算

文摘   2025-01-17 23:30   北京  

一个人如果追求不可能的事,当然就放弃了可能的事。


芯片是从硅晶圆中切割的。这些晶圆是由近乎完美的硅晶体切割的。晶圆的大小直接来自晶体的直径。


多年来,随着销售量的增长和降低成本,半导体公司一直在慢慢增加晶圆的尺寸,我们现在有300毫米宽的晶圆。有关于生产450毫米晶圆的讨论,但它从未实现,因为即使是英特尔也负担不起。目前,我们基本上停留在300毫米,因为事实证明,生产一个直径大的几乎完美无瑕的晶体是非常困难的。在目前的技术下,生产几米宽的硅锭是不可能的。

但假设我们可以制作这样的晶圆,事情并不完美。


从本质上讲,这意味着晶圆上有一些缺陷会损坏该区域制造的任何芯片。有没有想过为什么英特尔销售基于同一die的i7、i5、i3等?这就是原因。


一些die甚至无法在制造中幸存下来,这意味着某些部分可能需要禁用(core、cache......)。从制造中产生功能芯片的数量被称为制造良率(功能芯片/生产的总芯片)。制造良率对于实现半导体的市场可行性至关重要。无论有多少芯片最终工作,晶圆的成本都保持不变,因此每片的成本取决于良率。

问题是,随着IC的尺寸的增加,你的良率会呈指数级下降。这对集成电路的尺寸施加了限制。小芯片总是比大芯片良率更好。数米宽的IC的良率可能为百万分之一。


一家公司可能希望什么样的合理价格出售呢?即使有客户,数量也会非常之低,以至于公司永远不会收回成本。如今,大多数IC都是需要盈利的。

热量和功耗:

这样的芯片中会有大量的晶体管,100mm²这样的怪物的功率需求将是惊人的,供电和散热都是个难题。

提高此类工作负载性能的更好解决方案是使用许多相互连接的小die构建可扩展系统,它既便宜又实用,你可以依靠现有的技术,也就是chiplet。

处芯积律
处芯积律,而后知所至。一个芯片人的技术和行业研究分享。
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