Indičtí výzkumníci orodují za počítače bez plošných spojů

Celá tato obecná myšlenka v podstatě odpovídá tomu, kam počítače směřují se svým hardwarem. Procesory do sobě postupně integrovaly většinu zásadních funkcí čipových sad, máme tu nové snahy propojovat v rámci křemíkových interposerů samostatné čipy, což je třeba věc pamětí HBM propojených s GPU či jinými čipy nebo technologie Intel Foveros. Jde prostě o to, že křemíkové spoje nahrazující PCB mohou být mnohem hustší a kratší, což má své jasné výhody při komunikaci jednotlivých čipů. 

 

 

Pokud tak někdo navrhuje, abychom se zbavili základních desek pro propojení důležitých výkonných komponent, je zřejmé, proč tak činí. Dle dvojice Indů přitom už možná k takové věci dozrál čas, přičemž ti svůj názor zakládají i na své práci popisující vytvoření jednoho velkého GPU na celém waferu s využitím rozhraní, které nazvali Silicon Interconnect Fabric. 

 

Výzkumníci argumentují, že základní desky ve své aktuální podobě se dělají především proto, aby na nich bylo i místo pro napojení pouzdra s procesorem, přičemž toto pouzdro bývá i 20x větší než samotný čip. Zapouzdřením procesoru se tak podstatně prodlužují cesty datových spojů, což ve výsledku tvoří úzká hrdla ve výkonu. 

 

Jde především o dobře známý problém s výkonem či propustností pamětí RAM, která na rozdíl od výkonu čipů zdaleka nerostla tak prudce, a to právě i kvůli tomu, že paměti jsou ke kontroleru procesoru napojeny přes datové spoje v desce vedoucí skrz procesorové pouzdro. Paměti HBM napojené přes křemíkový interposer přitom nabízí obrovskou propustnost i přes svůj nízký takt, a to jednoduše proto, že křemíkový spoj má krátké datové cesty a především pak jich mohou být tisíce pro paralelní přenos. 

 

Nicméně dle Gupty a Iyereho vede cesta křemíkových interposerů a podobných technologií špatným směrem. Namísto toho sami navrhují, aby procesorová jádra, paměti, analogové i RF obvody byly napojeny přímo na jeden wafer a pro propojení by se měly využívat měděné sloupky o velikosti ve škále mikrometrů přímo na křemíku. Výsledný opravdový SoC (System on Chip) by pak mohl být chlazený z obou stran a výsledná podoba by zabrala mnohem méně místa. 

 

 

Nicméně taková technologie by (alespoň zpočátku) mohla být jen těžko určena běžným domácím počítačům. Uvažovat můžeme spíše o serverových systémech, a to třeba právě s čipy rozkládajícími se po celém waferu. A že má tento přístup něco do sebe, to se ukázalo nedávno, když do firmy Cerebras a jejích AI čipů z celého waferu investovalo americké Ministerstvo energetiky, které provozuje řadu velice výkonných superpočítačů. 

 

Je ale také třeba říci, že osobní počítače ve své dnešní podobě existují i proto, aby mohly fungovat jako skládačky, což platí pro desktopy i notebooky. Desktopy si navíc můžeme složit sami doma a v průběhu času je vylepšovat a upravovat. Nicméně notebooky jsou také skládačky, jen je nám dá dohromady už výrobce ze zapouzdřeného hardwaru různých jiných společností. Pokud by se tak měly osobní počítače změnit do podoby, jakou navrhuje dvojice Indů, musela by to provázet úzká spolupráce jednotlivých firem, které hardware vyvíjí a těch, které jej vyrábí. 

 

Zdroj: IEEE Spectrum