Аннотация:
Хе Тинбо, президент подразделения полупроводников Huawei, недавно опубликовал статью «Т-чип Huawei должен был расплавиться?» на ChinaXiv, платформе предварительного выпуска научных работ Китайской академии наук. Впервые он использовал фактические данные измерений чипов массового производства, чтобы напрямую ответить на сомнения отрасли в том, что 3D-стекирование неизбежно приведет к выделению тепла.
В документе сообщается, что плотность транзисторов чипа Kirin 2026, использующего технологию Logic Folding, подскочила со 155 миллионов до 238 миллионов на квадратный миллиметр, увеличившись на 55%. Этот рост эквивалентен результатам миниатюризации традиционных ремесел за последние три года.
При той же производительности энергопотребление NPU снизилось на 66 %, энергопотребление графического процессора – на 58 %, а энергопотребление ядра процессора — на 41 %. Когда NPU поддерживал ту же вычислительную мощность в 29 TOPS, частота упала на 63%, напряжение упало с 0,85 В до 0,55 В, а плотность мощности упала на 73%.
Хе Тинбо отметил, что большая часть энергопотребления чипа расходуется не на вычисления транзисторов, а на передачу данных по металлической проводке. Логическое свертывание укладывает плоские схемы вертикально и заменяет длинные горизонтальные дорожки очень короткими вертикальными межсоединениями. Типичная длина основных проводов сокращается примерно на 20 %, а критические пути сокращаются до 70 %.
Укорачивание дорожек напрямую снижает емкость межсоединения, а схема может еще больше снизить рабочее напряжение. Динамическое энергопотребление пропорционально квадрату напряжения, что приводит к большему приросту энергопотребления. Количество тактовых буферов в определенном модуле было уменьшено с 43 600 до 19 000, что сократилось более чем вдвое.
Что касается управления температурным режимом, Huawei применяет стратегии температурного зонирования и планирования планировки. Он намеренно избегает сворачивания мощных цепей на этапе проектирования и предотвращает соседство мощных подсистем в пространстве. Модули, генерирующие больше всего тепла, размещаются там, где путь рассеивания тепла наиболее свободен.
Kirin 2026 — первая мобильная система на кристалле, поддерживающая логическое складывание. Используя шаг гибридного соединения 1,5 микрона, достигается 50 миллионов вертикальных межсоединений. Huawei подчеркивает, что эти различия в производительности полностью обусловлены архитектурными изменениями и не используют новые процессы фотолитографии.
Однако логическое свертывание не выполняется одинаково на всех модулях, и преимущества разных вычислительных блоков существенно различаются.
Общее энергопотребление модуля DSP снизилось на 25 %, но поскольку площадь чипа была одновременно уменьшена на 40 %, плотность мощности увеличилась на 24 %. Кирин 2027 решил эту проблему. Однако преимущества производительности ядра ЦП относительно ограничены из-за характеристик последовательных вычислений, а энергопотребление снижается на 41%.
Комментарии