Die Website Semiengineering, die sich ausführlich mit der Halbleiterindustrie beschäftigt, hat einen neuen Artikel veröffentlicht. In diesem wird die Zukunft von Chiplets beleuchtet und prognostiziert, dass diese in den kommenden Jahren eine deutlich höhere Verbreitung erreichen sollen.
Mehr Flexibilität, schnellere Entwicklungszeiten und Sicherheitsbedenken
Chiplets kennt man insbesondere von AMD, die diese in den Ryzen-Prozessoren schon seit 2017 einsetzen. Anstatt einen einzelnen, monolithischen Chip zu fertigen, setzt AMD auf aufgespaltene Chips, die auf einem Interposer untergebracht werden und durch zahlreiche Verbindungsleitungen kommunizieren.
Durch diesen Ansatz können Chips - wie im Falle von AMD CPU-Module mit jeweils acht Kernen - einfach öfter verbaut werden, um so die Gesamtleistung zu erhöhen. Zusätzlich erlaubt dieses Vorgehen die Verwendung unterschiedlicher Fertigungsprozesse und kleinerer Chips, was weitere Vorteile bringt.
Auch Intel arbeitet an Chiplets. Quelle: Intel Laut Semiengineering soll sich dieser Ansatz in Zukunft durchsetzen und dabei noch weitergedacht werden. Verwunderlich ist das nicht, denn auch Intel hat angekündigt in Zukunft auf Chiplets setzen zu wollen - und bei Nvidia und den unzähligen anderen, weniger bekannten Halbleiterunternehmen, dürfte es nicht anders sein.
Heutzutage werden meistens sogenannte IP-Cores erworben. Dabei handelt es sich um abgeschlossene Funktionseinheiten wie beispielsweise einen CPU-Kern oder einen Speichercontroller, die von Drittanbietern gekauft und dann als Teil eines großen Chips gefertigt werden. Laut Semiengineering könnte sich das aber in Zukunft ändern, sodass keine IP-Cores, sondern kleine Chiplets verkauft werden.
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Für dieses Vorgehen wird aber ein Standard-Interface notwendig, das die schnellen Übertragungsraten gewährleisten kann und eben nicht, wie momentan, bei jedem Hersteller wieder ein bisschen abweicht. Dadurch könnte dann eine freie Kombinierbarkeit erreicht werden, bei der sich ein Unternehmen einfach die verschiedenen Chips heraussucht, die für das Endprodukt am besten passen. Diese werden einzeln eingekauft, auf einem Interposer platziert und dann als fertiges Produkt wieder verkauft.
Bis zu neun einzelne Chiplets verbaut AMD derzeit in den Epyc-Prozessoren. Quelle: AMD Ein Problem hierbei ist, dass die Chiplets dann natürlich nicht auf ebendiesen Einsatzzweck abgestimmt werden können - insbesondere bei der Kühlung muss man also aufpassen, nicht zu viele Wärmequellen zu nahe beieinander zu haben. Vorteile erwartet sich Semiengineering hingegen bei der Entwicklungszeit, da sich kleinere Chips schneller entwickeln lassen.
Muss man nur einen Teil des Gesamten neu entwickeln, kann das in kürzeren Entwicklungszeiten resultieren. Ein denkbares Beispiel dafür wäre beispielsweise AMDs Trennung von CPU- und I/O-Chip: Theoretisch könnte AMD jetzt einfach nur die CPU-Chips austauschen und so das Gesamtsystem beschleunigen, während man den alten I/O-Chip einfach weiterhin verwendet und somit dessen Entwicklungszeit einspart. Mit Hinblick auf die kürzlichen Big-Little-Bestrebungen von AMD und Intel wäre es sogar denkbar, unterschiedliche CPU-Chiplets im selben Produkt zu verbauen.
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Sollte die starke Verbreitung von Chiplets aber tatsächlich so kommen, wie Semiengineering sie prognostiziert, könnte es auch zusätzliche Bedenken zur Sicherheit geben. Bei bisherigen Ansätzen, wie eben dem von AMD, werden die Chiplets alle vom selben Unternehmen entwickelt. Dadurch gibt es kaum zusätzliche Angriffsmöglichkeiten gegenüber einem monolithischen Chip. Wenn Chiplets in Zukunft aber von den verschiedensten Unternehmen und Foundries kommen, dann könnte ein einziger Lieferant, beispielsweise mit einer eingebauten Spionage-Schaltung, das ganze System kompromittieren.
Quelle: Semiengineering
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August 13, 2020 at 11:23PM
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