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Intel enthüllt Details zum 3D-Chip: Er kann 100 Milliarden Transistoren stapeln und soll 2023 auf den Markt kommen

Der 3D-Stack-Chip ist Intels neuer Weg, das Mooresche Gesetz in Frage zu stellen, indem die Logikkomponenten im Chip gestapelt werden, um die Dichte von CPUs, GPUs und KI-Prozessoren drastisch zu erhöhen.Da die Chipprozesse kurz vor dem Stillstand stehen, ist dies möglicherweise die einzige Möglichkeit, die Leistung weiter zu verbessern.

Kürzlich stellte Intel auf der Halbleiterindustriekonferenz Hot Chips 34 neue Details seines 3D-Foveros-Chipdesigns für die kommenden Meteor-Lake-, Arrow-Lake- und Lunar-Lake-Chips vor.

Jüngste Gerüchte deuten darauf hin, dass sich Intels Meteor Lake aufgrund der Notwendigkeit, Intels GPU-Kachel/Chipsatz vom TSMC-3-nm-Knoten auf den 5-nm-Knoten umzustellen, verzögern wird.Während Intel noch keine Informationen über den spezifischen Knoten, den es für die GPU verwenden wird, mitgeteilt hat, sagte ein Unternehmensvertreter, dass sich der geplante Knoten für die GPU-Komponente nicht geändert habe und dass der Prozessor auf dem Weg zu einer pünktlichen Veröffentlichung im Jahr 2023 sei.

Bemerkenswert ist, dass Intel dieses Mal nur eine der vier Komponenten (den CPU-Teil) produzieren wird, die zum Bau seiner Meteor-Lake-Chips verwendet werden – TSMC wird die anderen drei produzieren.Branchenquellen weisen darauf hin, dass es sich bei der GPU-Kachel um TSMC N5 (5-nm-Prozess) handelt.

Intel hat die neuesten Bilder des Meteor-Lake-Prozessors geteilt, der Intels 4-Prozessknoten (7-nm-Prozess) verwenden und zunächst als mobiler Prozessor mit sechs großen Kernen und zwei kleinen Kernen auf den Markt kommen wird.Die Meteor-Lake- und Arrow-Lake-Chips decken den Bedarf des Mobil- und Desktop-PC-Marktes ab, während Lunar Lake in dünnen und leichten Notebooks zum Einsatz kommt und den Markt mit 15 W und weniger abdeckt.

Fortschritte bei Gehäusen und Verbindungen verändern das Gesicht moderner Prozessoren rasant.Beide sind mittlerweile genauso wichtig wie die zugrunde liegende Prozessknotentechnologie – und in mancher Hinsicht sogar noch wichtiger.

Viele der Enthüllungen von Intel am Montag konzentrierten sich auf seine 3D-Foveros-Verpackungstechnologie, die als Grundlage für seine Meteor-Lake-, Arrow-Lake- und Lunar-Lake-Prozessoren für den Verbrauchermarkt dienen wird.Diese Technologie ermöglicht es Intel, kleine Chips vertikal auf einem einheitlichen Basischip mit Foveros-Verbindungen zu stapeln.Intel verwendet Foveros auch für seine Ponte-Vecchio- und Rialto-Bridge-GPUs und Agilex-FPGAs, sodass es als zugrunde liegende Technologie für mehrere Produkte der nächsten Generation des Unternehmens angesehen werden könnte.

Intel hat 3D-Foveros bereits auf seinen Lakefield-Prozessoren in geringer Stückzahl auf den Markt gebracht, aber der Meteor Lake mit 4 Kacheln und der Ponte Vecchio mit fast 50 Kacheln sind die ersten Chips des Unternehmens, die mit dieser Technologie in Massenproduktion hergestellt werden.Nach Arrow Lake wird Intel auf die neue UCI-Verbindung umsteigen, die es ihm ermöglicht, über eine standardisierte Schnittstelle in das Chipsatz-Ökosystem einzusteigen.

Intel hat bekannt gegeben, dass es vier Meteor-Lake-Chipsätze (im Intel-Sprachgebrauch „Kacheln/Kacheln“ genannt) auf der passiven Foveros-Zwischenschicht/Basiskachel platzieren wird.Die Basiskachel in Meteor Lake unterscheidet sich von der in Lakefield, die gewissermaßen als SoC betrachtet werden kann.Die 3D-Foveros-Verpackungstechnologie unterstützt auch eine aktive Zwischenschicht.Intel gibt an, zur Herstellung der Foveros-Interposerschicht einen kostengünstigen und stromsparenden optimierten 22FFL-Prozess (derselbe wie Lakefield) zu verwenden.Intel bietet für seine Foundry-Dienste auch eine aktualisierte „Intel 16“-Variante dieses Knotens an, es ist jedoch nicht klar, welche Version der Meteor-Lake-Basiskachel Intel verwenden wird.

Intel wird Rechenmodule, I/O-Blöcke, SoC-Blöcke und Grafikblöcke (GPUs) mithilfe von Intel 4-Prozessen auf dieser Zwischenschicht installieren.Alle diese Einheiten wurden von Intel entwickelt und nutzen die Intel-Architektur, TSMC wird jedoch die darin enthaltenen I/O-, SoC- und GPU-Blöcke als OEM herstellen.Das bedeutet, dass Intel nur die CPU- und Foveros-Blöcke produzieren wird.

Branchenquellen lassen durchsickern, dass der I/O-Chip und das SoC auf dem N6-Prozess von TSMC hergestellt werden, während die tGPU TSMC N5 verwendet.(Es ist erwähnenswert, dass Intel die I/O-Kachel als „I/O Expander“ oder IOE bezeichnet)

Zukünftige Knoten auf der Foveros-Roadmap umfassen 25- und 18-Mikrometer-Abstände.Laut Intel ist es in Zukunft sogar theoretisch möglich, mit Hybrid Bonded Interconnects (HBI) einen Bump-Abstand von 1 Mikrometer zu erreichen.