| Intel以及IBM都在开发新的芯片内部连接总线技术来适应日益提升的集成度下,处理器核心内各单元互联通信的连接技术。而一项名为TSV的互联技术将最有实现的机会,成为主导下代处理器核心变革的重要技术。
IBM研发的TSV又名“穿透硅通道”,能以更低功耗、更强性能将多个单元或多种芯片连接。TSV技术不但能用于两块芯片内的不同核心互联,也能实现内存的“嵌入”运算单元。通过数千个微小的连线实现立体的传输数据,在硅锗芯片中,可通过填充钨材料到细微的孔洞实现TSV互联。而目前的芯片内部仍旧采用2D的总线(bus)通道互联各单元,因而受限与面积和距离、信号的相位而容易造成堵塞、影响效率。
更加节能也是TSV的特色之一,预期 TSV能把硅锗芯片的功耗再降低大约40%。由于改用垂直方向堆叠而成的“3D”芯片,TSV将可以缩减芯片的表面积。虽然目前的MLC闪存这类也能以堆叠提升密度,但因为仍旧基于总线互连,不可能达到TSV这样的高速率高带宽水平,因为TSV的连接更加紧密。
Intel也在2005年投入到TSV技术研发,已经公布的80核心处理器中就有这种技术的身影,但在实用化方面,IBM将占先。IBM计划年底提供TSV通信芯片样版,而明年则开始商业化投产。与此同时,IBM还计划在蓝色基因超级计算机中运用这种技术。再长远看,在3-5年后,通过TSV技术能将运算单元与小块的内存直接连接,这将可能导致内存控制器单元在计算机系统中的消亡。越过了低效的内存控制器后,TSV能为处理器的运算能力带来10%的提升以及20%的节能。
而更长远看,TSV甚至有可能让内存厂商失去一部分市场——因为当处理器核心都内置了GB级别的高速内存后,系统再安装内存的必要性也会降低。TSV能提供一体化的方案而无需再单独配置类似北桥、DRAM这种东西。TSV投入实用还需要不少时日,因为Intel的80核心处理器只出于研究而IBM的产品则更多用在非民用领域。Intel的研究结果曾指出TSV需要解决的问题中,堆叠的处理器单元的发热量大于内存芯片,将两者堆叠一起必须先解决散热的问题。
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