Explication du prototype de processeur multi-chiplets géant d'Intel
Intel Foundry a dévoilé une démonstration vidéo d'un processeur multichiplets de taille impressionnante, illustrant les perspectives d'avenir du calcul haute performance et du matériel informatique pour PC. Ce prototype exploite des techniques d'encapsulation 2.5D et 3D avancées et occupe une surface totale de silicium de 10 296 millimètres carrés. De plus, il intègre les technologies de gravure de pointe d'Intel, connues sous les noms de 14A et 18A.
Bien que cette puce de démonstration ne soit pas un processeur commercial disponible à l'achat aujourd'hui, elle met en évidence le type de technologies d'encapsulation et de processus qui influenceront à terme les PC de jeu, les stations de travail et le matériel des centres de données.
Que signifie la conception multi-chiplets 2.5D et 3D ?
Les processeurs (CPU) et les cartes graphiques (GPU) traditionnels étaient généralement fabriqués à partir d'une seule grande puce de silicium. Cette approche présente des limites en termes de taille, de rendement et de coût. Les architectures multichiples divisent le processeur en plusieurs puces plus petites qui fonctionnent ensemble comme un seul et même composant puissant.
Dans cette démo d'Intel, ce concept est poussé à l'extrême grâce à des techniques d'empilement 2.5D et 3D :
L'encapsulation 2.5D permet de juxtaposer plusieurs chiplets sur un interposeur ou une puce de base haute performance. Ceci autorise des connexions larges et rapides entre les chiplets sans les contraindre à intégrer tous les éléments dans une seule puce de grande taille.
L'encapsulation 3D empile les chiplets verticalement. Les puces peuvent être superposées avec des interconnexions verticales très courtes, ce qui améliore la bande passante et réduit la latence par rapport à un routage classique sur une carte mère.
En combinant ces approches, Intel peut concevoir des processeurs bien plus grands et complexes qu'il ne serait possible de réaliser avec une seule puce monolithique. L'encombrement en silicium annoncé de 10 296 millimètres carrés est énorme et vise clairement à démontrer l'évolutivité plutôt qu'à proposer un produit grand public.
Pourquoi les nœuds 14A et 18A sont importants
Les puces Intel 14A et 18A font partie des nœuds de fabrication les plus avancés de l'entreprise. En clair, elles permettent d'intégrer davantage de transistors dans un espace réduit, tout en améliorant l'efficacité énergétique et la vitesse de commutation.
Les nœuds plus avancés offrent plusieurs avantages importants qui finissent par avoir une incidence sur les joueurs et les utilisateurs exigeants en matière de performances :
Des performances accrues par watt. Des cœurs et une logique plus rapides sans explosion de la consommation d'énergie ni de la production de chaleur.
Des blocs fonctionnels supplémentaires : vous pouvez intégrer davantage de cœurs de processeur, d’unités GPU, de cache et d’accélérateurs tels que des moteurs d’IA dans un espace identique ou similaire.
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Une meilleure efficacité pour les ordinateurs portables et les appareils portables : les nœuds avancés peuvent contribuer à offrir des performances de classe ordinateur de bureau sur des appareils plus portables.
Cette démonstration montre qu'Intel travaille non seulement sur des nœuds de processus plus petits, mais aussi sur de nouvelles façons de connecter de nombreuses puces entre elles pour former une seule et même plateforme informatique géante.
Quelles pourraient être les conséquences pour l'avenir des jeux vidéo et du matériel informatique ?
Même si ce prototype est probablement destiné aux centres de données haut de gamme et au supercalcul, il donne tout de même un aperçu de ce qui pourrait se répercuter sur le matériel grand public dans les années à venir.
Des processeurs et des APU plus évolutifs : les architectures multi-chiplets permettent aux processeurs de bureau et de jeu d’intégrer un nombre beaucoup plus important de cœurs ou des portions GPU plus grandes sans nécessiter une seule puce massive et coûteuse.
Une bande passante importante pour l'empilement 3D graphique intégré, associée à de grands caches ou à une mémoire à large bande passante, peut permettre aux GPU intégrés d'accéder beaucoup plus rapidement aux données, ce qui est crucial pour les performances de jeu.
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Réduction de la latence entre le CPU et le GPU : lorsque les composants du système sont empilés ou placés très près les uns des autres sur un interposeur 2.5D, le délai de communication est bien inférieur à celui de puces séparées sur une carte mère. Ceci peut optimiser les performances des jeux et des applications en temps réel.
Accélérateurs personnalisés pour l'IA et la physique : l'intégration de plusieurs chiplets facilite la combinaison de différents types d'accélérateurs. Les futures puces destinées aux jeux pourraient inclure des blocs d'IA pour la mise à l'échelle, la physique ou le comportement des PNJ, le tout sur le même boîtier que le CPU et le GPU.
Pour les assembleurs de PC et les joueurs, l'essentiel est que des avancées comme celle-ci ouvrent la voie à des processeurs plus puissants et plus économes en énergie, tout en conservant les formats standards des ordinateurs de bureau et portables. On pourrait ainsi voir apparaître des processeurs gaming à grand nombre de cœurs ou des solutions hybrides processeur/carte graphique, conçues selon des principes d'intégration similaires.
Perspectives d'avenir
Le prototype multi-chiplets 2.5D et 3D d'Intel, occupant une surface de silicium de 10 296 mm², ne vise pas à vendre une seule puce géante. Il s'agit d'une vitrine technologique démontrant qu'Intel est capable d'intégrer de nombreuses puces gravées sur les nœuds de pointe 14A et 18A dans un seul boîtier avancé.
Avec le temps, ce savoir-faire en matière d'intégration peut être adapté aux processeurs de jeu haut de gamme, aux cartes graphiques de pointe et aux systèmes compacts et performants. Alors que d'autres acteurs comme AMD et Nvidia développent également des technologies de chiplets et d'empilement 3D, la prochaine génération de matériel PC s'appuiera probablement fortement sur ce type de conception.
Si vous vous souciez des configurations de jeu à l'épreuve du temps ou des PC hautes performances, ce type d'innovation en coulisses est exactement ce qui permettra de réaliser les prochains grands progrès en matière de fréquence d'images, de vitesse de création de contenu et de réactivité globale dans les années à venir.
