Intel wil chippackages flexibeler samenstellen met combinatie emib en Foveros

Intel gaat zijn emib- en Foveros-technieken combineren om chippackages flexibeler samen te kunnen stellen. Bovendien gaat het bedrijf grotere through silicon vias toepassen voor verticale stapeling.

Intel heeft tijdens de SemiconWest-conferentie in San Francisco nieuwe technieken voor het flexibel samenstellen van chippackages aangekondigd. Volgens de fabrikant is de rol van de package enigszins onderbelicht, maar neemt het belang ervan toe. Een package kan verschillende chiplets, i/o-onderdelen en andere componenten bevatten, en bevat de belangrijke connectie met het moederbord.

Naarmate chipfabrikanten meer moeite krijgen om chipstructuren verder te verkleinen, moeten ze het meer hebben van verbeteringen van de architectuur, en van het combineren van chiplets en packaging. Wat dit laatste betreft kondigt Intel aan de technieken co-emib, omni-directional interconnect en mdio te gaan toepassen.

Co-emib is de combinatie van emib, oftewel embedded die interconnect bridge, met Foveros. Emib is Intels techniek om chiponderdelen op een substraat met embedded silicium 'bruggen' met hoge bandbreedte te verbinden in plaats van met een grote silicium interconnecting die. De techniek stelt het bedrijf in staat om chips als blokkendozen samen te stellen. Intel gebruikt emib al om fpga's met geheugen te verbinden en bij Kaby Lake-G-processors om de Radeon-gpu met hbm te laten communiceren.

Foveros is de naam die Intel geeft aan het stapelen van chips en deze met verticale tsv-kanaaltjes, oftewel through silicon vias, te verbinden. De onderste laag is de i/o-interposer die via de tsv's communiceert met processor- en geheugendies daarbovenop. Intel heeft het gebruik van Foveros gedemonstreerd met een Lakefield-chip, waarbij het vier zuinige Atom-cores combineert met een krachtige Sunny Cove-core op 10nm met een interposer op 22nm. Net als bij emib is een van de voordelen van Foveros het kunnen combineren van chiponderdelen die op verschillende productieprocedés zijn gemaakt.

Met co-emib combineert Intel emib met twee of meer Foveros-elementen om prestaties 'van feitelijk een enkele chip' te bieden. Volgens Intel kunnen met de combinatie ook geheugen en andere blokken op hoge bandbreedte met elkaar worden verbonden.

In het verlengde daarvan is er de odi, of omni-directional interconnect. Deze nieuwe interconnect maakt het horizontaal verbinden van chiplets mogelijk, maar is ook verticaal in te zetten, waarbij de bandbreedte hoger is dan bij traditionele tsv's. De grotere tsv-kanalen hebben volgens Intel daarnaast minder weerstand, leveren meer stroom en bieden lagere latency. Het voordeel is dat er minder verticale kanalen door de gestapelde die-lagen nodig zijn, zodat er meer ruimte overblijft voor bijvoorbeeld transistors.

Afbeeldingen: Ashel Sag

Ten slotte is er mdio, wat waarschijnlijk voor multi-die i/o staat en waarmee Intel voortborduurt op zijn advanced interface bus-standaard. De pin-snelheid wordt door de nieuwe interface meer dan verdubbeld ten opzichte van die aib-standaard, de bandbreedte wordt verhoogd en ook zijn er verbeteringen wat de energie-efficiëntie betreft.

Wanneer Intel de technieken in de praktijk gaat toepassen, is nog niet bekend. Het bedrijf maakt alleen bekend dat deze worden ingezet voor 'productarchitecturen van toekomstige generaties'. Concurrent AMD gebruikt voor zijn Ryzen 3000-generatie de Infinity Fabric-link om chiplets met elkaar te verbinden en ook werkt het bedrijf aan het stapelen van dram en sram op processors met tsv-verbindingen.

Reacties (31)

Wel grappig dat dit nu van Intel komt. Ze hadden een tijdje terug kritiek op AMD omdat die hun CPU "aan elkaar lijmden".

Bron

Raar inderdaad maar ergens hadden ze ook gelijk. Het heeft nog altijd nadelen.
Kijk maar naar de latency's. die zijn een behoorlijk probleem en ze moeten relatief duur cache geheugen gebruiken om dit ook maar enigszins in de hand te houden.
Ik denk dat als intel overstapt dat latencys's ook een behoorlijk puist omhoog gaan en dat gaat ze gegarandeerd perfomance kosten op bepaalde punten.
Maar dit is typische een gevalletje winst > tevreden klant.

Als ze de cores en de igpu waar ze om vreemde redenen nog altijd niet vanaf willen los maken dan hebben ze al meteen een veel grotere flexibiliteit in yields en dus winst omdat er minder defecte producten zijn die 'rare' sku's veroorzaken om die hardware maar te gebruiken.
Daarnaast ben je dus m inder afhankelijk van perfecte yields op je platters om het rendabel te maken zoals nu het geval is bij de 10nm van intel.
Als ze alles loskoppelen op 10nm dan haal je dus meer yield uit je 10nm platter.
alle chips die nu een defecte igpu of cores hebben kunnen ze nu niet voor alles in zetten. maken ze deze los op aparte platters dan gaat er minder silicon verloren en is het rendabeler.

Intel heeft in dit geval gewoon gezien dat het financieel een slimme opzet is en daarom werken ze eraan. als het ze geen financieele winst zou brengen hadden ze het niet gedaan vanwege de nadelen.

Als dat voor de klant wat nadelen oplevert ach ik denk dat ze daar minder van wakker liggen. erg veel andere keuze is er toch niet en als beide fabrikanten hetzelfde latency nadeel hebben wat gaan de consument dan doen?

Maarja beide bedrijven (plus nvidia) kunnen nog wel wat marketing , en sales masterclasses gebruiken als het om communicatie en sales pitches gaat.
Ze hebben er allemaal nogal een handje van om of dingen op te poetsen of de overdrijven wat ze later weer in de voet schiet.

Toch raar dat clock voor clock AMD qua IPC beter is als Intel. Ze hebben nu alleen de single core advantage doordat ze hoger kunnen klokken. En dat met interconnects.

Alleen zegt clock voor clock ipc op zich helemaal niets.
Het hangt van veel meer zaken af zoals geheugen bandbreedte en latency en de verschillende on cpu caches.
Een 2500 mhz intel met 3000mhz ram haalt per mhz andere prestaties als een 5ghz intel en een 5ghz intel met 4266 mhz ram haalt weer andere prestatie per core.
Net als een 2500 mhz intel met 1mb cache vs een 2500 mhz cpu met 512 kb cache.

Hetzelfde is waar voor gpus. Als met mijn 1070 ik van 1725 mhz naar 2070 mhz ga zie ik geen 20% prestatieverbetering.
Ga ik echter van 1720 naar 1375 dan is de prestatie hit groter dan de prestatie winst naar 2070 terwijl het beide 20% clockspeed is.

Meer of minder clocks beteken niet meteen dat alle andere hardware klaar is voor meer clocks verwerken of dat bij minder clocks de prestatie per clock omhoog gaat.

Verder is de ipc van de intel 10nm laptop echt behoorlijk indrukwekkend.
Echter is deze totaal niet relevant totdat intel in staat is deze chip architectuur te upscalen naar de desktop higher power versies.
Voor de laptop markt zal amd hier echter wel een behoorlijke kluif aan hebben en moeten ze hopen dat ze hem op power draw kunnen verslaan. Iets dat ze de afgelopen 10 jaar niet gelukt is en ook met second gen ryzen niet gelukt is.

Uiteindelijk draait het om de prestaties en de prijs.

Kortom we moeten gaan zien hoe dit allemaal gaat aflopen en of chiplets blijven of slechts voor bepaalde producten ingezet gaan worden.

Edit: wtf is hier nou weer ongewenst aan. Iets matig negatief over amd en de minnen zijn weer boven water gekomen. Tegelijkertijd word het positieve gewoon genegeerd. Zo diep triest.

En intel ondersteund standaard op de spec sheet misschien niet sneller geheugen maar plak maar eens geheugen sneller dan 360p mhz op een amd en de prestatie kapt in. Nog its waar amd gewoon ee fors nadeel heeft. Bij intel kan je bij zo goed als ieder bord minimaal 4266 mhz ram prikken en zelfs nog sneller bij andere borden.

En de 2700x ging gewoon over zijn tdp dit is in vele tests terug te vinden. En de 990pk komt alleen boven de 145-155 watt (verschilt per bord) uit als je gaat overclocoen en dan gaat de 2700x ook snel richting en over de 200 watt.

En ik heb persoonlijk alle patches geinstalleerd met nul performance impact voor allerdaags gebruik. Alleen bepaalde totaal niet relevante synthethische tests laten verschillen zien.

En je hoeft de 9900k helemaal biet te overclocken naar 5.2 ghz om sneller te zijn met gamen. Hij is op de standaard 4,7 ghz al sneller vaak zelfs flink sneller.
Voor alle niet game workloads is amd inderdaad beter maar voor gaming nope...

Ik ben dus goedkoper uit op het intel platform omdat ik meer fps uit mijn gpus haal komende 5 jaar.
En er ook nog eens supersnel ram op kan prikken voor nog meer fos iets dat bij amd simpelweg niet kan.
Voor gaming is voor pure performance intel de enige keuze. Voor de rest haal je amd. Tenzij latencu of memory write speeds relevant zijn voor je.

En amd is net zo lek als de gebruiker vrijwillig malware installeerd. Iets dat vooralsnog nodig is om alle overrated intel bugs te exploiten. Niet dat die nog lek is want alles is zo ongeveer al gepatched op HT na.
Storm in een glas water en nul waarde bij mijn aankoop.
De kans dat intel zijn prijs verlaagt is ook nul omdat ze toch nog het beste zijn voor gamen.

[Reactie gewijzigd door computerjunky op 10 juli 2019 18:38]

Nee dat klopt, alleen heeft AMD nu wel de advantage omdat ze standaard snellere RAM ondersteunen, Meer cache (wat enigszin ook is om de latency inderdaad laag te houden) en als de 2 systemen op gelijke clocksnelheiden qua ram, bus, cl latency en cpu clock draaien, is AMD zuiniger en sneller.

Het feit is nu gewoon dat AMD zijn clocksnelheden beter schalen, niet alleen dat de 2700x is bijvoorbeeld nooit over zijn TDP van 105 watt gegaan terwijl de 9900K geregeld rond de 150/200 en heel vaak wel meer zit. Dat is dus bijna 3 keer de TDP van wat AMD produceert.

Ook niet te vergeten dat bij het Intel kamp, als de mitigaties geinstalleerd zijn de single core performance naar de klote gaat. Voor productiviteit hoefde je al niet bij Intel te zijn zo meteen (eigenlijk nu al) dus ook al niet meer voor gaming. Als je de 9900K overlockt naar 5.2 Ghz is hij nog sneller als ryzen 9 3900x of de ryzen 7 3800x. Alleen zal niet iedereen zijn 9900K zo ver pushen, en kunnen de meeste chips niet eens zo ver gepushed worden. Je bent dus goedkoper uit op het AMD platform, en kan er meer uithalen.

Het draait uiteindelijk zeker om prestaties, en de prijs en het lijkt erop dat AMD ze beide heeft.

Als Threadripper uitkomt zal dat de hele HEDT lijn van Intel obsolete maken. Ze hebben hun mainstream line-up al obosolete gemaakt. en ze zitten voor de komende 10de generatie al op 14+++. Ik heb zelf een 8950HK (8700K BGA) maar kijken daar hoeveel watt mijn chipt trekt, had ik liever een 3600x gehad in plaats van mijn lekke intel kaas.

Zo raad is dat natuurlijk niet. Intel zit vast op haar huidige architectuur omdat ze problemen hebben met hun 10nm proces.
Op het eerste gezicht lijkt Intels nieuwe architectuur (Sunny Cove) ook zo'n +-15% meer IPC te hebben dan de huidige architectuur, echter zozls gezegd Intel kan deze cpu niet of nauwelijks uitbrengen (als het goed is komen er binnenkort een paar mobile Sku's) doordat de 10nm node van Intel gewoon niet goed werkt.

Zo heel vreemd is het dus niet dat AMD het IPC voordeel nu pakt, Intel staat immers vrijwel stil (al een paar jaar) omdat 10nm niet werkt.

Nee, dat begrijp ik hoefde je me ook niet uit te leggen, ik reageerde meer op het stukje:
Raar inderdaad maar ergens hadden ze ook gelijk. Het heeft nog altijd nadelen.
Kijk maar naar de latency's. die zijn een behoorlijk probleem en ze moeten relatief duur cache geheugen gebruiken om dit ook maar enigszins in de hand te houden.

vandaar mijn comment dat het raar is dat ondanks volgens de poster Intel gelijk had, AMD de vloer met ze veegt. Met interconnects. Dus zo gelijk had Intel natuurlijk niet (wat AMD heeft bewezen) anders had de Ryzen 3000, en de Dual Vega 20 (die met een interconnect aan elkaar verbonden zijn wat Infinity Fabric heet.) nooit kunnen uitbrengen.

Is tevens de snelste gpu om dit moment.

Latency is natuurlijk wel een nadeel van het AMD design en voor zover ik tot nu toe gezien heb lost Ryzen 3000 (maar ook Rome ) dat ook niet (volledig) op en zal Intel mogelijk bij latency gevoelige workloads de bovenhand houden.

AMD zal in bepaalde (veel) workloads beter zijn, Intel zal echter verwacht ik beter blijven in een aantal workloads.

Ja dat helaas nog wel inderdaad. Ik denk dat Intel de komende jaar daar nog wel een voorsprong op zal houdend kijkend naar hoe agressief ze hun positie proberen te behouden (wat volkomen normaal is).

Maar ik heb alle vertrouwen in AMD dat met een aantal AGESA updates wel verbeterd kan worden. Intel zal tevens ook met een verbeterde en snellere Branch Predictor moeten komen willen ze sneller worden. Dat zijn allemaal uArch dingen die low level aangepast gaat worden. Benieuwd naar 10nm, maar heb persoonlijk liever Ryzen

De vraag is natuurlijk wat voor frequentie intel gaat halen op 10nm, leuk als de IPC +-15% hoger uitvalt. Maar als dit ten kosten gaat van een paar 100mhz is de totale prestatie winst minder.

Men gaat namelijk veel te snel vanuit dat een kleinere productie proces ook gelijk of hogere frequenties met zich mee brengt...

Dat soort krtitiek is sowieso alleen maar om consumenten te beinvloeden denk ik. Toen ze bij intel de oplossing van AMD zagen moeten ze hebben gedacht 'tering.. dat wij dat niet bedacht hebben' bij de techies. En de marketing liegmachine gaat dat ondetussen helemaal afkraken terwijl ze gewoon onmiddelijk keihard hetzelfde zijn gaan onderzoeken en doen.

Maar daar moet ik ook zo lachen om deze Intel fratsen

En dan worden de Chinezen beschuldigd van spieken, in de VS kunnen ze dat blijkbaar ook wel.

Maar uiteindelijk is dat hoe vooruitgang verwezenlijkt wordt, voortbouwen op andermans ideeën, en die verbeteren en uitbreiden.

[Reactie gewijzigd door mbbs1024 op 10 juli 2019 13:46]

Ik verwacht eigenlijk dat dit wel meevalt. Intel zal hier ook zeker aangedacht hebben, ze hebben zelf immers al jaren gebruik gemaakt van multi chip designs. Het grootste probleem voor Intel is momenteel is dat ze al een paar jaar vrijwel stil staan en geen nieuwe zaken kunnen lanceren omdat het 10nm proces niet werkt.

[Reactie gewijzigd door Dennism op 10 juli 2019 14:23]

... maar ze hadden dit ook best al kunnen doen hè, hun strategie met grote mono chips was al lang vast aan het lopen...

Dit was inderdaad het eerste waar ik aan dacht toen ik het aan het lezen was.
Maar de opmerking zal mogelijk nog een staartje krijgen voor intel.
Er zal vast een grote krant o.i.d. commentaar op geven en ff later zal het vast wel viraal gaan binnen de tech industrie.

AMD is de partij die de laatste jaren het meest innovatief geweest is. Dat betaalt zich nu terug.
Intel dreef op het vertrouwen dat de markt wel zou blijven komen, maar is niet helemaal waar gebleken.
Met veel meer kernen en doordachte assemblagetechniek heeft AMD Intel gedwongen om mee te bewegen. Dat is al weet een tijd geleden (eind jaren 90).

Ach, in de tijd van Barcelona en Pentium-D was het precies andersom.

Pentium-D was dan ook wel echt een draak van een oplossing. Het was niet eens een oplossing, het was het al bestaande dual socket mechanism op 1 socket geperst.

De dies konden niet eens rechtstreeks met elkaar communiceren, alles ging via de north-bridge.

De Pentium D en de nieuwe dual-die 56 core intel server chips van intel lijken wel enorm veel op elkaar overigens. beide uit wanhoop geboren, beide een dual-socket oplossing in 1 socket. beide een veel te hoog verbruik om echt relevant te zijn.

[Reactie gewijzigd door Countess op 10 juli 2019 20:44]

Een omni-directional interconnect.. Ik kan me voorstellen dat als je chiplets gaat stacken dat thermals toch wel een dingetje wordt.

Wordt ook een probleem en er wordt ook al aan oplossingen gewerkt.
https://www.techpowerup.c...ling-of-3d-stacked-memory

Klopt, had daar eerder ook wat van vernomen inderdaad.
En als ik het enigszins wat minimalistisch uit zou moet leggen, kwam het er op neer dat er tussen een x aantal lagen van zo'n chip en zijn gestapelde onderdelen, op een gegeven ogenblik een laagje koelvloeistof tussen komt, dus een koelvloeistof welke in de chip zelf aanwezig is, om dit alles zo dan toch nog koel te kunnen houden.

Maar kan er inmiddels ook al wel weer naast zitten, de ontwikkelingen op dit en CPU gebied gaan momenteel zo enorm snel namelijk.

Een goeie video, waarin het 2D vs 3D stapelen eens goed doorgelicht wordt is hier te vinden overigens, dus voor de liefhebbers: 2D vs 3D Stacking: Intel’s plan to beat Zen 2 = YouTube link

[Reactie gewijzigd door SSDtje op 10 juli 2019 15:40]

Dat hangt heel erg af van wat je precies stacked, maar ja, thermals zijn een heel belangrijk punt bij het ontwerpen van CPUs... Cache wordt veel minder heet dan de core zelf bijvoorbeeld, en ook de I/O valt vaak mee, tenzij in bepaalde situaties. Het voordeel is dat silicium best redelijk warmte geleidt, maar je het daarna nog uit je package moet krijgen. Gelukkig zijn ook daar nog oplossingen voor, worst-case stoppen we weer alles in de Fluorinert

Inter-latency wordt ook een probleem, zie je nu al met AMD's chiplet design, pin programma's aan 1 CCX heeft nu al voordelen. Net als HT cores unpinnen van games (Of gewoon HT uitzetten) heeft voor de meeste games in cpu-bound scenarios percentages aan voordeel.

De Windows scheduler neemt deze techniek helaas niet goed in acht.

[Reactie gewijzigd door Marctraider op 10 juli 2019 13:47]

Misschien moet je er een linkje bij doen: https://www.techspot.com/...mproved-temperatures.html

Ondertussen heeft AMD al sinds 2015 chips (Fiji GPU met HBM, de Ryzen CPU's) op de markt die gebruik maken van deze technieken. Intel heeft echt liggen slapen lijkt het en ze moeten nu weer een inhaalslag maken. Ben benieuwd op wat voor termijn de eerste core i9's (of i11's) uitkomen met deze techniek en of ze dan weer beter zijn dan AMD aangezien ze nu kunnen leren van de problemen die AMD al heeft opgelost.

Even voor de duidelijkheid: dit betreft alleen het gebruik van een interposer, de chips zelf worden (nog) niet gestapeld.

Uitgezonderd dan het HBM geheugen dat al wel bestaat uit gestapelde (meer-laags) chips.

https://en.wikipedia.org/wiki/High_Bandwidth_Memory

En chips stapelen gebeurt ook al langer in o.a. flash geheugen, anders hadden we nooit microSD's kunnen hebben met de hoge capaciteit van nu. Ik meende dat ook Samsung al chips stapelt zoals CPU en geheugen. Alleen gebeurt dit stapelen nog niet altijd in dezelfde package zoals bij HBM, maar volgens mij zijn bestaan de laatste microSD's en flash chips uit stacks van 3D NAND waarbij er dus meerlagige chips gestapeld worden.

Het verticaal verbinden is juist een hele andere techniek als HBM, en is bedacht om de problemen van de techniek voor HBM op te lossen. Through-silicon-via's heeft issues zoals hoge impedantie/capaciteit, en daardoor een lage klokfrequentie of hoogverbruik door hoge drive-strength, op te lossen.

Ook dat chips zowel met de ODI (silicon interposer) als de package substrate kan verbinden is nog niet gezien bij AMD, daar verbinden momenteel nog alle chips met de interposer, die vervolgens verbonden is met de substrate.


En voor iedereen die zegt dat Intel hiermee AMD kopieert; Intel maakt al decennia multi-chip processors, beginnend bij de Pentium Pro, Pentium 2, en Pentium 3, waar de cache een aparte die was in de package. Daarna de dual core Pentium 4 en quad-core Core2 die twee processor die's op één substrate combineerde, en en recente jaren de processoren met "high-end graphics", eerst de Iris Pro met een externe 128MB EDRAM chip, en later de i7-8809G, die een Intel CPU, AMD GPU en HBM combineert in één package.

En ook de Stratix en Agilex FPGA's die recent zijn uitgekomen maken gebruik van EMIB.

Intel heeft in 2018 Jim Keller, de ontwerper van de zen architectuur bij AMD in dienst genomen.

Prachtig hoe de efficiëntie steeds verder gaat en daarmee de chip-vooruitgang.
Wel leuk, een beetje arm achtig waarbij men snellere cpu's combineert met tragere, grappig om te zien dat zoiets in principe ook kan met bijv. Atom en I5 cores. Goede ontwikkeling!