¿Qué son los chips de CPU?

Históricamente, los procesadores han aumentado su rendimiento rápidamente bajo la «Ley de Moore» informal. La ley de Moore es una observación de que la cantidad de transistores en los procesadores y, por lo tanto, la potencia de procesamiento de los procesadores, se duplica cada dos años.

La Ley de Moore permanece relativamente estable durante años desde que se formuló la hipótesis por primera vez en 1965, principalmente porque los fabricantes de procesadores continúan haciendo avances en cómo se pueden fabricar pequeños transistores. Reducir el tamaño del transistor del procesador aumenta el rendimiento porque pueden caber más transistores en un espacio más pequeño y porque los componentes más pequeños son más eficientes energéticamente.

La ley de Moore está muerta

Sin embargo, en realidad, la Ley de Moore no sería válida para siempre, ya que se vuelve cada vez más difícil reducir los componentes más pequeños que se convierten. Desde 2010, en una escala de 14 y 10 nanómetros, o 10 mil millones de metros, los fabricantes de procesadores han operado de la manera más física posible. Los fabricantes de procesadores han encontrado realmente difícil reducir el tamaño del proceso a menos de 10 nm, aunque los chips de 7 nm y los chips de 5 nm están disponibles en la fase de diseño a partir de 2020.

Para combatir la falta de contracción del proceso, los fabricantes de procesadores tuvieron que utilizar otros métodos para aumentar aún más el rendimiento del procesador. Uno de estos métodos es aumentar los procesadores.

rendimiento

Uno de los problemas de construir un procesador tan extremadamente complejo es que el rendimiento del proceso no es del 100%. Algunos procesadores fabricados solo tienen defectos de fabricación y deben desecharse. Cuando crea un procesador más grande, el área de superficie más grande significa que todos los chips que deben descartarse tienen más probabilidades de tener fallas.

Los procesadores se fabrican en lotes y muchos procesadores están en una sola placa de silicio. Por ejemplo, si estos chips tienen 20 errores cada uno, necesitará incluir unos 20 procesadores en el programa. Con un procesador pequeño, una oblea podría tener, digamos, cien procesadores; Perder 20 no es genial, pero el 80% de las ganancias debería dar sus frutos. Sin embargo, con un diseño más grande, no es posible colocar tantos procesadores en una oblea, y quizás solo 50 procesadores más en una oblea. Es mucho más doloroso perder 20 de 50 y es menos probable que sea rentable.

Nota: Los valores de este ejemplo son solo para fines de demostración y no reflejan necesariamente el rendimiento en el mundo real.

Chiplet

Para combatir esto, los fabricantes de procesadores han segmentado algunas de las características y componentes en uno o más chips separados, aunque permanecen en el mismo paquete general. Estos chips separados son más pequeños que un solo chip monolítico y se denominan «Chiplets».

No vale la pena utilizar todos los chips con el mismo nodo de cálculo. Puede tener chips basados ​​en 7nm y 14nm en el mismo paquete general. El uso de un nodo de computadora diferente puede ayudar a ahorrar costos, porque los nodos más grandes son más fáciles de hacer y los resultados son generalmente más altos porque la tecnología es menos avanzada.

Consejo: El nodo de proceso es el término que se utiliza para referirse a la escala de transistores utilizados.

Por ejemplo, en los procesadores de servidor EPYC de segunda generación de AMD, los núcleos de la CPU se dividen en ocho chips separados, cada uno con un nodo de procesador de 7 nm. También se utilizan chips de nodo separados de 14 nm para procesar la E / S o la entrada / salida de los chips y el paquete general de la CPU.

Intel tiene la intención de que en el futuro algunos de sus procesadores tengan dos chips de procesador separados, cada uno ejecutándose en un nodo informático diferente. La idea es que el nodo de despensa más antiguo se pueda usar para tareas con menores requisitos de energía, y los núcleos de CPU en el nodo más nuevo se puedan usar cuando se requiera el máximo rendimiento. El diseño que utiliza un nodo de computación dividido será muy útil para Intel, que ha tenido problemas para lograr un rendimiento aceptable para su proceso de 10 nm.