Was ist ein Chiplet?

Finger halten AMD- und Intel-Prozessoren

Sie haben vielleicht gehört, dass Ihr Computerprozessor als das „Gehirn“ Ihres Computers bezeichnet wird. Ähnlich wie die vielen Lappen Ihres Gehirns enthalten moderne Prozessoren mehrere Chips, sogenannte Chiplets, und nicht einen einzigen „monolithischen“ Chip. Was sind Chiplets und warum sind sie so verbreitet?

Was sind Chiplets?

Ein Chiplet ist ein Teil eines Verarbeitungsmoduls, das eine größere integrierte Schaltung wie ein Computerprozessor bildet. Anstatt einen Prozessor auf einem einzigen Stück Silizium mit der gewünschten Anzahl von Kernen herzustellen, ermöglichen Chiplets Herstellern wie AMD und Intel die Verwendung mehrerer kleinerer Chips, um eine größere integrierte Schaltung zu bilden.

AMD Ryzen Threadripper-CPU

Mehrere Chiplets, die in einer einzigen integrierten Schaltung zusammenarbeiten, werden als Multi-Chip-Module (MCMs) bezeichnet. AMDs Ryzen-, Ryzen Threadripper- und Epyc-CPUs, die auf der Zen-Architektur des Unternehmens basieren, sind Beispiele für verkaufsfertige Produkte, die Chiplets enthalten.

Chiplets hängen von einem I/O-Controller-Chip ab, um alles in einer einzigen, vereinheitlichten integrierten Schaltung zusammenzuführen.

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Warum sind Chiplets notwendig?

Moores Gesetz sagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem integrierten Silizium-Schaltkreis etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Diese Beobachtungsregel wurde nach dem Mitbegründer von Fairchild Semiconductor, Gordon Moore, benannt, der später CEO von Intel wurde.

Die Vorhersage wurde 1965 gemacht und etwa 50 Jahre lang gehalten. Aufgrund der Beschränkungen von Silizium verlangsamte sich die Halbleiterentwicklung im Jahr 2010, und es wird erwartet, dass das Mooresche Gesetz bis 2025 veraltet sein wird. Dies hat Halbleiterhersteller dazu veranlasst, Materialien wie Galliumnitrid in Betracht zu ziehen, um Silizium vollständig zu ersetzen.

Da es schwieriger wird, mehr Transistoren auf ein Stück Silizium zu pressen, sinken die Ausbeuten, da die Beschränkungen des Siliziums den Herstellern mehr Probleme bereiten.

Innenarchitektur eines Computerprozessors mit Chiplets

Chiplets sind eine Lösung für dieses Problem. Die Herstellung von Halbleitern ist bekanntermaßen schwierig, da Prozessoren traditionell auf einem einzigen Stück Silizium hergestellt werden, das als „monolithische“ Designs bekannt ist. Kleine Defekte führen dazu, dass Chips herabgestuft und mit weniger Kernen verkauft oder sogar ganz verworfen werden.

Wenn ein einzelnes Chiplet defekt ist, kann es durch ein anderes ersetzt werden, was zu weniger Abfall führt als das Wegwerfen oder Herunterstufen eines viel größeren Chips. Dies erhöht die Ausbeute, da Chiphersteller mehrere Chiplets in einem einzigen Prozessor platzieren können, um die gewünschte Kernzahl zu erreichen.

Erhöhte Erträge bedeuten mehr Chips

Hersteller können Chiplets verwenden, um Produktionsziele besser zu erreichen, da im Vergleich zu herkömmlichen monolithischen Designs, die den gesamten Chip auf einem einzigen Stück Silizium setzen, weniger Ausschuss entstehen sollte.

Hoffentlich werden Chiplets dazu beitragen, die Produktion zu steigern und den Chipmangel, der Ende 2020 und Anfang 2021 in allen Bereichen von Grafikkarten bis hin zu Automobilen beobachtet wurde, besser zu bewältigen.

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