「對。」陳星往椅背上靠了一下,「所以帶寬等於頻率乘以位寬,1bit的位寬對應的就是一根導線,32bit就是32根導線。當然實際上的導線更多。」
陸遠江在旁邊補充了一句:「對,因為除了數據線以外,還有供電線、地址線、時鐘線、校驗線,真正連接處理器和存儲器的導線數量比理論值多得多。」
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陳星點頭:「所以問題來了,如果我們想要一個超快的數據吞吐速度,處理器的頻率肯定是有瓶頸,不可能無限制的拉高主頻,那麼要做到更高的帶寬,位寬需要提升到一個很誇張的數字呢?比如1024bit?」
夏春秋腦子裡算了一下:「那光數據導線就至少一千根,加上其他功能線,算你三倍冗餘,差不多得三四千根。」
「3982根。」陸遠江給了精確值。
夏春秋皺了皺眉:「這不可能的吧?我從材料學的角度講,金線的延展性已經是所有導體材料里最好的了,你拉3982根金絲做bonding?焊盤放不下,空間也不夠,就算全放下了,良率也完蛋。」
「半導體工業,良率上不到一定數字,和成都沒什麼區別。」
「所以。」陳星用手指點了點茶几上的文件,「下一代,下下一代的封裝技術,不會在導線上下功夫了。」
「那在哪下功夫?」
「中介層。」
這兩個字陸遠江說的,他放下手裡的筆,用手比劃了一下。
「你可以想像成在兩顆晶片之間夾一塊薄薄的矽片,然後在這塊矽片上用光刻做走線,線路精度可以做到納米級別,不再是拉金絲了,是直接在矽基底上刻出來的銅線路。」
「這個我知道,矽轉接板嘛。」夏春秋做半導體化學的,對矽轉接板的概念不陌生,「可學術界討論了好幾年了,但目前沒看到誰量產應用出來。」
陳星沒急著往下說,而是端起茶杯喝了一口,等著。
夏春秋是聰明人,給他三個線索就夠了。
果然,夏春秋的眼珠子轉了兩圈,嘴巴張了一下,又閉上了。
再張開。
「等等。」
然後兩隻手都抬了起來,左手終於放開了甘良才。
甘良才得到自由,趕緊把自己被攥了十幾分鐘的胳膊揉了揉,但也沒敢走,就在旁邊坐著聽。
「你們剛才說的中介層,是平面上的解決方案,把走線做到更細更密,解決位寬不夠的問題。」
「但如果?」
無冬大師開始在辦公室里走,走了兩步站住。
「如果不是在平面上展開,而是把晶片往上疊呢?」
「就像搭積木那樣?」
陸遠江終於笑了。
「我等你這句話等了兩坤分。」
夏春秋沒搭理他這個玩笑,整個人的注意力已經被自己的推理完全抓住了。
「如果把沒封裝的裸Die一層一層摞起來,處理器Die下面放存儲器Die,或者存儲器Die自己疊好幾層——」
說到這裡他停了。
因為他碰到了那個關鍵問題。
Die疊起來之後,上下層之間怎麼通信?
不可能從側面繞線,那樣信號路徑太長,延遲太高,完全失去了疊加的意義。
必須從Die的內部穿過去。
穿過去。
從上到下。
怎麼穿?
打穿。
打一個孔。
「操。」
夏春秋罵了一聲,轉身看著茶几上自己帶來的那份文件。
他的孔。
他那個全世界最直的孔。
「我們在裸Die上打孔!用銅柱或者金柱把上下層的Die連接起來!每一層Die之間不用走外部導線,直接穿矽通孔走垂直互連!」
說到興奮處,直接用兩隻手在空氣中比劃著名,一隻手平放代表下層Die,另一隻手疊上去代表上層Die,中間夾了幾隻筆代表銅柱。
「這樣的話,一個中介層就夠了!橫向走線在中介層的矽轉接板上解決,縱向連接用TSV解決!位寬想要多少就做多少!」
夏春秋說完以後,整個人像是通了電一樣,在原地轉了一個圈。
然後停下來。
臉上的興奮慢慢收了收,因為一個新的問題冒了出來。
「但是……」
「陳總,這麼大的位寬,這麼高的傳輸速度,這麼大的存儲器帶寬,拿來幹什麼啊?」
這個問題問得太實在了。
2013年,全球的計算場景還沒到那一步。
PC處理器的DDR3內存位寬是64bit,夠用了。
伺服器往上走也就是多通道拼成幾百bit,也夠用了。
誰需要1024bit的位寬?誰需要那種級別的帶寬?
夏春秋是化學家,不是做計算的人。
他對算力需求的理解還停留在當下。
陸遠江沒有馬上回答,看了陳星一眼。
陳星微微點了點頭。
陸遠江才開口。
「現在用不到,不代表以後用不到。」
甘良才在旁邊豎著耳朵聽,雖然一個字也聽不懂,但他能感覺到這間辦公室里的氣氛不對。
陸遠江說的不是假設,而是篤定,他這種級別的晶片設計專家,說「以後用得到」就不是瞎說。
「年度會議上陳總給半導體部門定了一個方向,通用計算,並行計算。」陸遠江解釋道,「未來的計算不是單核跑得快就行了,而是需要成百上千個計算核心同時工作。」
「這種並行計算架構對數據吞吐量的要求會非常恐怖。一顆通用計算晶片周圍要放多少存儲器?這些存儲器的帶寬如果跟不上,計算核心算得再快也是白算,數據餵不進去,核心就在那空轉。」
陸遠江用筆在茶几上的白紙上畫了一個簡單的示意圖。
中間一個方塊,寫了「GPU」。
周圍畫了幾個小方塊,每個裡面畫了幾個疊加的層。
方塊之間用豎線連起來。
「如果我們未來做出了自己的通用計算晶片,那這顆晶片周圍就需要放這種疊起來的高帶寬存儲器。每一個存儲器內部用TSV把多層DRAM Die穿起來,整體封裝。」
「極大的數據吞吐量對於並行計算來說意味著什麼,無冬大師你應該知道吧?」
夏春秋呆了至少五秒鐘。
他做了十幾年化學,從沒想過自己在實驗室里調出來的一組氣體配比參數,會和計算晶片的未來扯上關係。