Technologies 3D pour systèmes avances sur puces
Qu'est ce qu' INTACT?
IntAct est composé d'une architecture de 96 cœurs et de 6 micro-puces empilées (FDSOI 28nm) en 3D sur un interposeur en silicium actif (CMOS 65nm), entièrement traité, packagé et testé.:
- L'architecture, basée sur des micro-puces, bénéficie d'un schéma d'intégration 3D avancé comprenant des interconnexions matrice-matrice TSV, à pas moyen et ultra fin.
- L'interposeur actif comprend : un réseau sur puce, des convertisseurs DC-DC et un système IO.
- Le prototype a été évalué morphologiquement et électriquement. Enfin, le test structurel du prototype INTACT a été atteint et montre des résultats conformes aux attentes sur le panneau d'application.
- Les résultats permettent d'envisager la conception de futurs systèmes à haute efficacité pour le calcul intensif.
Applications
Le calcul intensif et l'IA nécessitent toujours plus de performance : capacités de calcul, efficacité énergétique et spécialisations.
- Diviser un grand cube unique en une multitude de petits cubes conduit à une baisse des coûts dans les nœuds technologiques avancés, ainsi qu'à un niveau élevé d'applications de spécialisation.
- Les micro-puces s'avèrent hautement configurables et optimisées si utilisées avec des technologies adéquates : micro-puces de cœurs pour calcul générique, micro-puces GPU, fabrication micro-puces FPGA, micro-puces accélérateurs IA pour noyaux IA éco-énergétiques et mémoires avancées telles que HBM.
- La réutilisation de l'IP et des micro-puces s'avère un avantage clé pour l'intégration active d'un interposeur.
Nouveautés?
Les principales innovations sont liées à la fois à la technologie et à l'architecture :
- Technologie 3D avancée : environ 150 000 connexions entre les micro-puces et l'interposeur à l'aide d'interconnexions matricielles à pas ultra fin (pilier en cuivre pas de 20um), 14 000 TSV (diamètre 10um, pas 40um) à travers l'interposeur actif, avec 6 micropuces (FDSOI 28nm, 20mm²), empilé en 3D sur l'interposeur actif (CMOS 65nm, 220mm²).
- Architecture 3D avancée : l'interposeur actif offre un réseau sur puce pour une communication micropuce à micropuce, une architecture évolutive et configurable L1/L2/L3, des convertisseurs DC-DC intégrés pour les alimentations micropuces, un niveau de systèmes IO, une infrastructure design pour test. L'ensemble de l'architecture fournit, par ailleurs, un cache système à 96 cœurs cohérent.
Prochaines étapes?
- Technologie 3D avec une technologie de liaison hypride Puce-Wafer pour une connectivité 3D de micropuces à pas ultra-fin et un meilleur couplage thermique et mécanique.
- De l'interposeur actif à l'interposeur photonique, en utilisant un réseau de puce phtotonique, intégrants des guides d'ondes, une conversion micropuces E/O et la technologie 3D.
- Architecture 3D avec des accélérateurs IA dédiés, des cubes « In-memory-computing » pour assurer sobriété énergétique.