Многочиповый модуль
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( июнь 2013 г. ) |
Многочиповый модуль ( MCM ), как правило, представляет собой электронную сборку (например, корпус с несколькими проводящими клеммами или «контактами» ), в которой расположены несколько интегральных схем (ИС или «чипы»), полупроводниковые кристаллы и/или другие дискретные компоненты. интегрирован, обычно на объединяющую подложку, так что при использовании с ней можно обращаться так, как если бы это была более крупная микросхема. [1] Другие термины для упаковки MCM включают «гетерогенную интеграцию» или « гибридную интегральную схему ». [2] Преимущество использования упаковки MCM заключается в том, что она позволяет производителю использовать несколько компонентов для обеспечения модульности и/или повышения производительности по сравнению с традиционным подходом к монолитным ИС.
( Многочиповый модуль с перевернутым чипом FCCMCM ) — это многочиповый модуль, использующий перевернутого чипа технологию . FCMCM может иметь один большой кристалл и несколько меньших кристаллов в одном модуле. [3]
Обзор
[ редактировать ]Многочиповые модули бывают разных форм в зависимости от сложности и философии разработки их разработчиков. Они могут варьироваться от использования предварительно упакованных микросхем на небольшой печатной плате (PCB), предназначенной для имитации размера существующего корпуса микросхем, до полностью заказных пакетов микросхем, объединяющих множество кристаллов микросхем на подложке с высокой плотностью межсоединений (HDI). Окончательно собранную подложку MCM можно выполнить одним из следующих способов:
- Подложка представляет собой многослойную ламинированную печатную плату AMD Zen 2 . (PCB), подобную той, что используется в процессорах
- Подложка изготовлена на основе керамики, например керамики низкотемпературного совместного обжига.
- Микросхемы наносятся на базовую подложку с использованием технологии Thin Film .
Микросхемы, входящие в состав пакета MCM, могут быть:
- Микросхемы, которые могут выполнять большинство, если не все, функций компонента компьютера, например процессора. Примеры этого включают реализации IBM POWER5 и Intel Core 2 Quad . Для создания конечного продукта используются несколько копий одной и той же микросхемы. В случае POWER5 для создания окончательного пакета используются несколько процессоров POWER5 и связанный с ними внешний кэш L3. В Core 2 Quad фактически были объединены два кристалла Core 2 Duo.
- Микросхемы, выполняющие только некоторые функции, или «блоки интеллектуальной собственности» («блоки IP») компонента компьютера. Они известны как чиплеты . [4] [5] Примером этого являются ИС обработки и ИС ввода-вывода процессоров AMD на базе Zen 2 .
Интерпозер . соединяет микросхемы Часто это либо органический материал (ламинированная печатная плата, содержащая углерод, следовательно, органический ), либо сделанный из кремния (как в памяти с высокой пропускной способностью ). [6] У каждого есть преимущества и ограничения. Использование интерпозеров для соединения нескольких микросхем вместо соединения нескольких монолитных микросхем в отдельных корпусах снижает мощность, необходимую для передачи сигналов между микросхемами, увеличивает количество каналов передачи и уменьшает задержки, вызванные сопротивлением и емкостью (RC-задержки). [7] Однако связь между чипсетами потребляет больше энергии и имеет более высокую задержку, чем компоненты монолитных микросхем. [8]
Стек микросхем MCM
[ редактировать ]
Относительно новой разработкой в технологии MCM является так называемый пакет «chip-stack». [9] Некоторые микросхемы, в частности память, имеют очень похожие или идентичные выводы при многократном использовании в системах. Тщательно спроектированная подложка позволяет размещать эти кристаллы в вертикальной конфигурации, что делает занимаемую площадь получаемого MCM намного меньше (хотя и за счет более толстого или более высокого чипа). Поскольку при разработке миниатюрной электроники площадь чаще всего имеет большое значение, стек микросхем является привлекательным вариантом во многих приложениях, таких как сотовые телефоны и персональные цифровые помощники (КПК). Благодаря использованию 3D-интегральной схемы и процесса утончения можно объединить до десяти кристаллов для создания карты памяти SD большой емкости. [10] Этот метод также можно использовать для памяти с высокой пропускной способностью .
Возможным способом повышения производительности передачи данных в стеке чипов является использование беспроводных сетей на чипе (WiNoC). [11]
Примеры многочиповых корпусов
[ редактировать ]- IBM MCM с пузырьковой памятью (1970-е годы)
- IBM 3081 (1980-е годы) Модуль теплопроводности мэйнфрейма
- Сверхпроводящие многочиповые модули (1990-е) [12] [13]
- Intel Pentium Pro , Pentium II OverDrive , Pentium D Presler, Xeon Dempsey, Clovertown, Harpertown и Tigerton, Core 2 Quad (Kentsfield, Penryn-QC и Yorkfield), Clarkdale , Arrandale , Kaby Lake-G и модели с Crystalwell (с графика GT3e или GT4e)
- Карты SD , карты Micro-SD и Sony карты памяти
- eMMC и eUFS
- Xenos , графический процессор , разработанный ATI Technologies для Xbox 360 , с eDRAM.
- POWER2 , POWER4 , POWER5 , POWER7 , POWER8 и Power10 от IBM
- IBM z196
- Espresso от Nintendo Wii U (микропроцессор) имеет центральный процессор, графический процессор и встроенную видеопамять (интегрированную в графический процессор) на одном MCM. [14]
- ВИА Нано Четырехъядерный процессор [15]
- Флэш-память и оперативная память объединены в PoP от Micron
- Решения Samsung MCP, сочетающие мобильную DRAM и NAND . память [16] [17] [18]
- Процессоры AMD Ryzen Threadripper и Epyc на базе архитектуры Zen или Zen+ представляют собой MCM из двух или четырех чипов. [19] ( Ryzen на базе Zen или Zen+ не является MCM и состоит из одного чипа)
- Процессоры AMD , Ryzen Threadripper и Epyc, не входящие в состав APU, Ryzen на базе архитектуры Zen 2 или Zen 3 представляют собой MCM одного, двух, четырех типов. [20] или восемь чипов, содержащих ядра ЦП и один более крупный чип ввода-вывода [21]
- Графические процессоры AMD Instinct серии MI на базе архитектуры CDNA 2 представляют собой MCM из одного или двух чипов графических вычислений (GCD).
- Графические процессоры AMD Radeon RX 7000 серии на базе архитектуры RDNA 3 представляют собой MCM с одним GCD и до шести чипов кэш-памяти (MCD).
- Intel Xe Ponte Vecchio Графические процессоры
- Intel Meteor Lake Процессоры
- Любой другой процессор с памятью с высокой пропускной способностью.
- Apple Серия M с процессором и памятью
- Intel Lunar Lake с процессором и памятью
3D multi-chip modules
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]- Система в пакете (SIP)
- Система на кристалле (SoC)
- Гибридная интегральная схема
- Расширенная упаковка (полупроводники)
- Держатель чипа Упаковка для чипа и список типов упаковки
- Однокристальный модуль (SCM)
- Многочиповый пакет UFS (uMCP)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Туммала, Рао (июль 2006 г.). «SoC против MCM против SiP против SoP» . Твердотельная технология . Архивировано из оригинала 20 октября 2013 г. Проверено 4 августа 2015 г.
- ^ Дон Скансен, EE Times " Чиплеты: краткая история , получено 26 апреля 2021 г.
- ^ «IMAPS Advancing Microelectronics 2020, выпуск 3 (Advanced SiP)» . Перелистывающая книга . Проверено 5 декабря 2023 г.
- ^ Сэмюэл К. Мур, IEEE Spectrum « Взгляд Intel на революцию чиплетов » Получено 26 апреля 2021 г.
- ^ Полуинженерные " Чиплеты " Получено 26 апреля 2021 г.
- ^ «2.5D – Полупроводниковая техника» . Semiengineering.com . Проверено 13 мая 2022 г.
- ^ «Интерпозеры» .
- ^ Доктор Ян Катресс, AnandTech « Intel переходит на чиплеты: «Клиент 2.0» для 7-нм техпроцесса »
- ^ Джон Уоррел (15 апреля 2012 г.). «Intel переходит на настольные многочиповые модули (MCM) с 14-нм техпроцессом Broadwell» . Фудзилла .
- ^ Ричард Чиргвин, The Register. « Продавцы памяти опираются на стандарт стекирования «3D» ». 2 апреля 2013 г. 5 февраля 2016 г.
- ^ Слюсарь В.И., Слюсарь Д.В. Пирамидальная конструкция массива наноантенн. // VIII Международная конференция по теории и технике антенн (ICATT'11). - Киев, Украина. - Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт». - 20–23 сентября 2011 г. - С. 140 – 142. [1]
- ^ Гошал, У.; Ван Дузер, Т. (1992). «Высокопроизводительные схемы межсоединений MCM и флюсоэлектроника». Материалы конференции IEEE по многочиповым модулям 1992 г. MCMC-92 . стр. 175–178. дои : 10.1109/MCMC.1992.201478 . ISBN 0-8186-2725-5 . S2CID 109329843 .
- ^ Бернс, MJ; Чар, К.; Коул, БФ; Руби, WS; Сахтьен, SA (1993). «Многочиповый модуль с использованием многослойных межсоединений YBa2Cu3O7−δ». Письма по прикладной физике . 62 (12): 1435–1437. Бибкод : 1993ApPhL..62.1435B . дои : 10.1063/1.108652 .
- ^ Сатору Ивата, Ивата спрашивает. « Изменения на телевидении ». Проверено 4 августа 2015 г.
- ^ Шимпи, Ананд Лал. «QuadCore от VIA: Nano становится больше» . www.anandtech.com . Проверено 10 апреля 2020 г.
- ^ «MCP (многочиповый корпус) | Samsung Semiconductor» . www.samsung.com .
- ^ «MCP на базе NAND | Samsung Memory Link» . samsung.com .
- ^ «MCP на базе e-MMC | Samsung Memory Link» . samsung.com .
- ^ Катресс, Ян. «Обзор AMD Ryzen Threadripper 1950X и 1920X: процессоры на стероидах» . www.anandtech.com . Проверено 10 апреля 2020 г.
- ^ Лилли, Пол (17 декабря 2019 г.). «AMD Ryzen Threadripper 3960X, 3970X со скальпелем для операции устранения ошибок Zen 2» . Горячее оборудование . Проверено 10 апреля 2020 г.
- ^ Катресс, Ян. «Анализ микроархитектуры AMD Zen 2: Ryzen 3000 и EPYC Rome» . www.anandtech.com . Проверено 10 апреля 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Технология многочипового модуля (MCM) или система в корпусе (SoP)
- AMD стремится остаться в гонке с 12-ядерным процессором Magny-Cours
- Проектирование MCM в AutoCAD — пакет CDS Master MCM Designer Suite
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
