За редким исключением индустрия производства чипов пошла по пути чиплетов, собирая более производительные процессоры с большим числом функций из отдельных кристаллов на одной подложке. Но есть и противоположный путь — создавать процессоры из цельной кремневой пластины. Ярчайшим примеров этого стали процессоры компании Cerebras. Оказалось, что в Китае тоже умеют выпускать «царь-процессоры».
Источник изображения: Cerebras
В конце декабря 2023 года в китайском научном журнале Fundamental Research вышла статья The Big Chip: Challenge, Model and Architecture за авторством учёных из Института вычислительных технологий Академии наук Китая. Статья на английском языке свободно доступна по ссылке. В работе коллектив авторов не только рассуждает о проблемах производства чипов масштаба пластины, но также сообщает о производстве опытного чипа Zhejiang с нормами 22 нм по технологии КМОП.
Экспериментальный процессор состоит из 16 функционально самостоятельных процессоров, каждый из которых несёт по 16 вычислительных ядер (всего 256 ядер). Все процессоры соединены интерфейсом с разделяемым доступом. Это позволило упростить разводку и управление чипом. Каждый процессор имеет собственный банк памяти, но доступ к банку возможен со стороны любого процессора на пластине.
Команда также показала, что предложенная ими технология допускает выпуск чипов с сотней процессоров и 1600 ядрами. Из-за санкций Китай лишён доступа к самым передовым литографическим сканерам для выпуска полупроводников, поэтому «большие чипы» вполне могут стать альтернативой маленьким чипам с более плотным размещением транзисторов. Остаётся вопрос к энергопотреблению процессоров масштаба пластин, но другой альтернативы у Китая может просто не оказаться, если ему необходимо повышать производительность суперкомпьютеров.
Процессор американской компании Cerebras демонстрирует чудеса производительности при умеренном потреблении, но он (его вторая версия) производится с использованием 7-нм техпроцесса. Китайский 22-нм чип не сможет с ним тягаться в этом отношении, но свой круг задач он сможет решать. Более того, разработчики получат ценный опыт и отточат технологии, а также архитектуры, что пригодится в будущем, когда в их руках появятся новейшие литографические сканеры.