BBCube ile çiplerde bant genişliği 16 kat artıyor

Yapay zeka sistemlerinin artan veri işleme ihtiyacı ve enerji tüketimi, yarı iletken sektöründe gelişmiş paketleme teknolojilerini daha kritik hale getiriyor. Japonya’daki Tokyo Bilim Enstitüsü bünyesinde Profesör Norio Chujo liderliğinde çalışan araştırma ekibi, WOW İttifakı ile birlikte BBCube platformunun temelini oluşturan üç yeni teknoloji geliştirdi. Çipler arasındaki mesafeyi 10 mikrometreye kadar düşüren hassas yerleşim, metal tümseksiz dikey bağlantı ve waffle çip yapısına dayalı termal analiz tekniklerini bir araya getiren 2.5D ve 3D entegrasyon modeli, yüksek performanslı yapay zeka donanımları için daha yoğun ve verimli bir mimari sunuyor.BANT GENİŞLİĞİ

BBCube mimarisinde geleneksel paketleme süreçlerinde kullanılan metal tümsekler ortadan kaldırılıyor ve son silikon içi yollarla daha yoğun bir elektriksel bağlantı ağı oluşturuluyor. Çipler arasındaki mesafeyi önemli ölçüde azaltan bu tümseksiz yapı, geleneksel mikro-çıkıntı tabanlı tasarımlarla karşılaştırıldığında sinyal kalitesini korurken toplam sinyal bant genişliğini 16 kata kadar artırma potansiyeli taşıyor. Daha kısa bağlantı mesafesi, yüksek veri akışı gerektiren yapay zeka hızlandırıcıları ve yüksek performanslı bilgi işlem sistemleri için önemli bir avantaj sağlıyor.

TERMAL YÖNETİM

Yoğun biçimde paketlenen mikroelektronik sistemlerde performansı sınırlayan temel sorunlardan biri olan ısı yönetimi, BBCube platformunda waffle çip yapısıyla ele alınıyor. Simülasyon sonuçlarına göre bu mimari termal direnci yaklaşık yüzde 52 azaltıyor. Sistem ayrıca 100 milyon analiz noktası ve 1 mikrometre çözünürlük kullanarak çip boyunca ısı dağılımını ölçebilen çok ölçekli bir analiz yöntemiyle destekleniyor.

3D ENTEGRASYON

Platform, çipler arası bağlantı yoğunluğunu artırırken paketleme alanını küçültmek amacıyla 2.5D ve 3D entegrasyon tekniklerini birlikte kullanıyor. Metal tümseksiz dikey bağlantılar ile 10 mikrometreye kadar indirilen çip aralıkları, farklı bileşenlerin daha yakın yerleştirilmesini mümkün hale getiriyor. Waffle çip yapısının termal avantajları da bu yoğun paketleme yaklaşımının oluşturduğu ısı yükünün yönetilmesine katkı sağlıyor.

TİCARİ POTANSİYEL

BBCube platformu, IEEE ECTC ve VLSI sempozyumlarında yarı iletken sektörüne tanıtıldı. Kompakt paketleme, yüksek hızlı veri aktarımı ve daha verimli ısı dağılımını tek bir mimaride birleştiren sistem, özellikle işlem yoğunluğu yüksek yapay zeka hızlandırıcıları ve veri merkezi donanımları için geliştiriliyor. Teknolojinin, artan işlem kapasitesiyle birlikte enerji ve termal yönetim gereksinimlerini karşılamaya yönelik yeni nesil çip tasarımlarında kullanılması hedefleniyor.