Apple quer levar “King Fried Chips” para visitar Jurassic Park |

Ainda existem muitos quebra-cabeças sobre a série M1 de chips desenvolvidos pela Apple.

Recentemente, houve muitos rumores sobre o seguimento do chip M1, M2 e M3, mas a maioria deles são informações que chamam a atenção. Não há informações claras sobre a arquitetura, desempenho e núcleo, mas mais sobre TSMC. Upgrade de nós de processo.

4nm, 3nm e outras novas tecnologias de processo da TSMC podem ser pontos de atualização maiores. Desta forma, na série M1 que já impressiona a relação de consumo de energia, M2 e M3 só aumentam.

Mas, depois de dois anos, quando o processo de nó é atualizado para 3nm?

São cerca de dois, um é secar o processo do nó a 1nm, aproximando sem fio do limite físico, mas é mais difícil. A outra é contornar os benefícios das atualizações do processo de nó e seguir o caminho dos "pequenos chips" do Chiplet.

Um M1 Max não é suficiente? Em seguida, instale dois Mac Pro

No entanto, a Apple, que sempre não gostou de ficar à mercê da cadeia de suprimentos, pode estar procurando uma maneira viável enquanto aproveita a alta taxa de eficiência energética de nós e chips ARM.

Do M1 ao mais poderoso M1 Pro e M1 Max, eles têm quase a mesma arquitetura. O lançamento de desempenho do single core está relativamente próximo. A maior diferença é, na verdade, o número de núcleos.

Mesmo assim, você pode simplesmente entender que os chips M baseados em ARM dependem do número de núcleos de heap para obter um teto de desempenho mais alto.

• M1: CPU 4 + 4 núcleos, GPU 8 núcleos, 16 bilhões de transistores, rede neural de 16 núcleos;
• M1 Pro: CPU 2 + 8 núcleos, GPU 16 núcleos, 33,7 bilhões de transistores, rede neural de 16 núcleos;
• M1 Max: CPU 2 + 8 núcleos, GPU 32 núcleos; 57 bilhões de transistores, rede neural de 16 núcleos;

De outra perspectiva, a área do chip do M1 é de cerca de 120 mm², enquanto a do M1 Pro é de 245 mm². Quando se trata do M1 Max, ela sobe diretamente para 432 mm².

Para a mesma geração de chips M, quanto mais Max, mais o número do núcleo e a área do chip são. A partir daqui, não é difícil entender as regras de nomenclatura da Apple para os chips M. É fácil de entender. Microsoft, Intel e Qualcomm realmente deveria estudar muito.

Embora Tim Millet, arquiteto de chips da Apple e vice-presidente, tenha explicado em detalhes no podcast de atualização em novembro, a jornada de trabalho árduo da Apple no desenvolvimento do chip M, mas para o próximo desenvolvimento do chip M, e como mudar o Max com base de Max não mencionou uma palavra.

Com o MacBook Pro 14/16 no mercado um após o outro, após muitas explorações DIYer privadas, parece que a Apple também tornou o M1 Max mais Max prenunciando.

Isso é "Coloque dois M1 Max, e você pode até dobrá-lo."

Esta conjectura é realmente baseada na desmontagem e descobriu que o M1 Max tem uma "área desconhecida" extra em comparação com o M1 Pro. Após algum brainstorming, adivinhou-se que é um "ônibus de alta velocidade" reservado para conectar dois ou mais M1 Max.

Isso também se encaixa nos rumores de que os novos iMac Pro e Mac Pro usarão vários processadores M1 Max. "É como jogar Lego, empilhar lenha e acertar o mestre indiscriminadamente."

No entanto, o termo "pilha de madeira" não é muito preciso, e "quebra-cabeça" é mais preciso. Desta forma, a área de chip do duplo M1 Max será bastante considerável, e quatro vezes mais que isso é sem precedentes.

M1 Max Duo supera o GPU GA100 da Nvidia. A área do chip (826mm²) é quase certa.

Um SoC tão grande, olhando para toda a história dos semicondutores, pode definitivamente ser contado como um chip de nível "Tiranossauro", sem mencionar que será baseado em um processo de 5 nm, e o custo provavelmente excederá qualquer chip contemporâneo.

Quando os chips da série M entram em "Jurassic Park"

Do computador original ENIAC, de 30 toneladas e 170 metros quadrados de área, ao atual PC desktop, quase todos os equipamentos estão se desenvolvendo em direção à miniaturização e integração.

O mesmo é verdade para os processadores no mundo dos semicondutores. Quando o nó do processo ainda é μm, a área do primeiro Pentium da Intel (Pentium) é de cerca de 294 mm², com base no processo de 0,8 μm.

Na era do processador x86, o Intel Pentium III Xeon tem uma área de 385 mm² e é baseado em um processo de 0,18 μm. No entanto, naquela época, muitos fabricantes de processadores estavam controlando estritamente o volume e suprimindo o custo e introduziram PCs relativamente acessíveis para promovê-los ao público em geral.

No futuro, seja pela popularidade de 64 bits ou pelo salto dos nós de processo, o tamanho do processador é controlado principalmente abaixo de 500 mm². Sob a premissa de controle de custos e uso eficiente de wafers, quase parou o consumidor processador de grau de enfrentar o "dinosaurization". "desenvolvimento de.

A indústria de semicondutores de consumo parece ter mudado gradualmente do Jurássico para uma nova era.

Neste momento, a possível rota de desenvolvimento do chip M da Apple parece ter retrocedido para o "Jurássico", mas enquanto o tamanho do processador avançou, a densidade dos transistores não caiu.

Embora pareça que não seja difícil colocar dois chips juntos, não há necessidade de redesenhar a arquitetura e o núcleo. Mas, na realidade, com o aumento da área de cavacos (principalmente o crescimento dobrado) e a garantia de rendimento e capacidade de produção suficientes, o custo decola diretamente.

Os chips da série M da Apple ainda são produtos de consumo. Um ano atrás, eles se livraram da Intel, por um lado para controlar a força do produto, por outro lado, é para controlar custos e maximizar lucros. O custo errático de um SoC de grande área claramente não é o que a Apple esperava.

Por outro lado, se dois ou mais M1 Max forem unidos, o design da memória unificada (UMA) também será um grande problema. Re-planeje a localização do multi-core, introduza largura de banda maior e maior capacidade memória, é inevitável.

Para o público, pode ser um design de chip mais complicado, e para o privado, pode aumentar invisivelmente o custo várias vezes, o que será dois grandes obstáculos para que o chip M da Apple se torne mais Max.

A Lei de Moore está no passado, o momento é agora

“O número de transistores que podem ser acomodados em um circuito integrado dobrará a cada dois anos.” Esta é a famosa Lei de Moore, e tem outro ditado: “A cada 18 meses, o desempenho do chip irá dobrar”.

O desempenho aqui na verdade se refere ao número de transistores. Comparado com M1, M1 Max tem uma melhoria de desempenho de 3,5 vezes, o que só acontece para refletir a diferença no número de transistores.

O número de transistores dobrou na série M1, o que é um aumento na área do chip. Do ponto de vista histórico, é mais dependente do progresso tecnológico, do nível μm ao nm, o número de transistores também saltou de um milhão para cem milhões.

No entanto, por volta de 2013, a Lei de Moore desacelerou e, de lá para cá, os benefícios de desempenho da melhoria dos nós de processo têm diminuído.

Processos de tecnologia mais avançada podem de fato aumentar o número de transistores, mas também são acompanhados por mudanças no custo e no rendimento.

De acordo com dados divulgados pela International Business Strategy Corporation (IBS), o design de um chip de 3 nm deve custar 590 milhões de dólares, enquanto 5 nm custam apenas 416 milhões de dólares, 7 nm custam 217 milhões de dólares e 28 nm custam apenas 40 milhões de dólares americanos.

A TSMC anunciou anteriormente que vai investir 20 bilhões de dólares americanos para construir uma fábrica de wafer de 3nm, também para 3nm, o custo da Samsung não é inferior ao da TSMC.

Até agora, apenas TSMC e Samsung estão implementando ativamente wafers de 3 nm. Outros fabricantes não querem, mas não podem pagar pelo dinheiro.

Por outro lado, a taxa de rendimento dos cavacos diminui à medida que a área aumenta. A taxa de aprovação do projeto de 700 mm² é de apenas cerca de 30%. Quando é reduzida para 150 mm², a taxa de rendimento sobe para 80%.

Não importa como você olhe para isso, o caminho para as atualizações de chips parece ter sido bloqueado.

Para continuar a aumentar a escala e a densidade do chip, muitas pessoas voltaram sua atenção da atualização do nó do processo para o processo de empacotamento, que é a tecnologia Chiplet (chip pequeno) da AMD.

Em termos simples, o Chiplet é como bolinhos recheados com bolinhos de arroz glutinosos, encapsulando pequenos chips com diferentes funções juntos, em vez de cortar diretamente do wafer, e usando tecnologia de embalagem avançada para compensar a estagnação do nó do processo.

Nos últimos anos, a AMD também usou a tecnologia Chiplet para aumentar continuamente a densidade do processador para contra-atacar a Intel e, gradualmente, começou a conquistar o mercado.

Para o Chiplet, que surgiu nos últimos anos, o The Linley Group, uma organização de consultoria confiável na indústria de tecnologia, propôs diretamente que o Chiplet pode reduzir o custo de design de grandes chips de 7 nm em mais de 25% no artigo "Por que os Big Chips estão começando Pequeno ". Durante o processo, a economia de custos será ainda maior.

E o 3D V-Cache anunciado pela AMD também está confirmando que o Chiplet, que combina a tecnologia antiga e a tecnologia de empacotamento avançada, pode atingir desempenho de nó superior e até mesmo misturar chips de nós de processo diferentes, com flexibilidade suficiente.

Além de reduzir custos e atingir desempenho mais avançado, o Chiplet também vai agilizar o lançamento de produtos, afinal, basta usar diretamente chips antigos com processos de embalagem avançados, e até ignorar o layout de nós de processos avançados.

Tendo dito tantas vantagens, o Chiplet também tem desvantagens correspondentes: o empilhamento de pequenos chips 2D e 3D tem requisitos muito altos para o projeto de gerenciamento térmico, e o consumo total de energia térmica no pacote será significativamente melhorado.

Mas, em qualquer caso, o Chiplet foi reconhecido por muitas instituições e fabricantes como uma tecnologia importante para avanços contínuos no desempenho de chips na era pós-Moore.

E de volta ao chip M auto-desenvolvido da Apple original, por meio da arquitetura ARM e da atualização dos nós de processo, a taxa de eficiência energética é continuamente aprimorada e o rendimento e o custo são controlados pelo caminho. Quanto a saber se combinará múltiplos M1 Max juntos para formar um SoC gigante complexo no nível de workstation Mac Pro, do ponto de vista atual, a Apple tem capital e força suficiente para projetar e produzir um processador "gigante pré-histórico".

Quanto ao Chiplet, acho que deve ter aparecido nos desenhos da equipe de chips da Apple. Em vez de enfrentar a futura atualização incerta do nó do processo, é melhor buscar ativamente as mudanças e confiar nos chips M e A atuais para combinar para completar uma atualização mais profunda do SoC.

O M1 Max Duo que pode aparecer também é muito provável que se torne o maior SoC da história da fabricação do núcleo da Apple, e não haverá ninguém por vir.

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