Intel kurucularından Gordon Moore, 1965 yılında yayınlanan makalesi ile teknoloji tarihine “Moore Yasası” isminde bir tabir bırakmıştı. 1965 yılında “mikroişlemciler içindeki transistör sayısı her yıl iki katına çıkacaktır” diyen Moore, 1975 yılında bu öngörüsünü güncelledi ve her iki yılda bir iki katına çıkacak formda değiştirdi. Transistörler küçüldükçe yarı iletken üretimi de yeterlice zorlaşmaya başladı. Son devirde teknolojik aygıtların gelişimi Moore Yasası’ndan çok uzakta. Yarı iletken üretimi konusunda bir müddettir dert çeken Intel ise uzun vadeli planlarıyla önemli sıçramalar yapmayı hedefliyor.
Intel CEO’su Pat Gelsinger, HotChips 34 konferansında şirketin gelecek vizyonunu ortaya koydu. Uzun vadeli vizyonun temel yapı taşlarından biri de çok sayıdaki yongayı birleştiren gelişmiş paketleme teknolojileri. Bu hiç kimse için sürpriz değil. Meteor Lake işlemcilerin çok yongalı bir dizaynla üretileceğini zati biliyoruz. CEO Gelsinger, bu türlü farklı dizaynların yarı iletken sanayisine katacağı avantajlar konusundaki niyetlerini detaylı olarak anlattı.
Her şeyden değerlisi Intel, önümüzdeki on yılda Moore Maddesine uygun biçimde muvaffakiyet getirecek gelişmeler yakalayacağını düşünüyor. Chiplet tapanlı çipler, 2030 yılına kadar transistör yoğunluğunu 10 kat artıracak. Diğer bir deyişle, şirket bir çip üzerinde bir trilyondan transistör kullanabilecek.
Gelsinger, gelişimin sadece dökümhaneler tarafından üretilen silikon disk plakalarla (wafer) alakalı olmadığını söylüyor. Bunun yerine, hizmet müşteriler için eksiksiz bir “sistem” sağlama sürecine dönüşüyor. Sistemin temelinde çok yongalı yapılandırma, gelişmiş paketleme ve hepsini birbirine bağlamak için geliştirilen yazılımlar var. Şirket CEO’su bu evrimi açıklamak için System on Package (paket üzerinde sistem-SOP) tabirini kullanıyor.
Bu evrimin bir kısmı da Intel’in daha evvel bahsettiği yonga istifleme (die-stacking) teknolojileriyle birlikte küçülen üretim teknolojilerini içeriyor. 2024’te Intel, FinFET’ten vazgeçecek ve çok istikametli (gate all around-GAA) RibbonFET transistörlere geçiş yapacak. Intel, “Angstrom” telaffuzuyla birlikte nanometre terminolojisini terk etmeye başlıyor. Şirketin bu yaklaşımla birlikte kullandığı üretim teknolojisi ise 20A ismini taşıyor. Mavi grup birebir vakitte güç dağıtımıyla ilgili bir çalışma olan PowerVIA teknolojisi üzerinde çalışıyor. Gelsinger, paketleme teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte bu değişimin yarı iletken yoğunluğu açısından dizginsiz ilerlemelerin önünü açacağına inanıyor.
“Bugün bir pakette yaklaşık 100 milyar transistör var ve on yılın sonunda bir trilyon transistöre ulaşma yolunun açık olduğunu görüyoruz. On yıl boyunca ölçeklemeye devam edeceğimiz, Ribbon FET isminde temel bir transistör yapısına sahibiz.”
Intel ayrıyeten Meteor Lake ile kullandığı karıştır ve eşleştir (mix-and-match) yaklaşımının geleceğe açık olduğuna inanıyor. Pekala bunu nasıl açıklayabiliriz? Örneğin Intel, 14. Jenerasyon Meteor Lake ile birlikte işlemcilerinde farklı üretim teknolojilerine yer verecek.
CPU kalıbı şirketin kendi Intel 4 (7nm) tekniğiyle üretilecek. Öte yandan TSMC, SoC, I/O ve GPU ünitelerini N5 (5nm) ve N6 (6nm) süreçlerinde üretecek. Nihayetinde Intel dört farklı yonga kalıbını gelişmiş paketleme teknolojileriyle birlikte bir ortaya getirecek. Hatta GlobalFoundries ve Texas Instruments tarafından temin edilen devre bileşenleri bile bu işlemcilerde yer alabilir. Sonuç olarak, büsbütün “karma” bir işlemci yapısı ortaya çıkıyor.
“Intel’de iki chiplet üretiliyor, TSMC fabrikasından yongalar alıyoruz, tahminen Texas Instruments’tan güç kaynağı bileşenleri, tahminen GlobalFoundries’den bir I/O bileşeni geliyor ve olağan ki Intel burada en düzgün paketleme teknolojilerini kullanıyor. Tüm yongaları Intel bir ortaya getirecek, fakat tahminen öbür bir montaj sağlayıcısı da olabilir. Böylece bir karışım ve eşleşmenin gerçekleştiğini görüyoruz.”
Gelsinger, paketleme ve irtibat teknolojilerinin çok kıymetli olduğunu söylüyor. Artık yonga kalıplarının küçülme süreci zorlaşıyor. Çok yongalı tasarım benimsendikçe bu farklı ünitelerin bir ortaya gelmesi konusunda yapılacak çalışmalar kritik rol oynayacak.
Bu maksatla Gelsinger, PCI Express’e dayalı kozmik yonga konnektöründen de bahsetti: Daha evvel bahsettiğimiz ortak bir teşebbüs olan Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe). Birçok şirketin yanı sıra Intel, AMD, ARM, TSMC ve Samsung üzere çok çeşitli sanayi önderleri, yongalar ortasındaki kalıptan kalıba orta irtibatları standart hale getirmek gayesiyle Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) konsorsiyumunu tanıtmıştı. Yeni kaynak tasarımı maliyetleri düşürecek ve daha geniş bir doğrulanmış chiplet ekosisteminin kullanımını teşvik edecek.
UCIe standardının USB, PCIe ve NVMe üzere öteki ilişki standartları kadar yaygın ve üniversal olması hedeflenirken, chiplet ilişkileri için harikulâde güç ve performans ölçümleri sağlanıyor. Bilhassa önde gelen dökümhanelerin üçü de x86 ve ARM ekosistemleri ile birlikte bu teknolojiyi benimseyecek.
Intel’in bu stratejiden hangi oranda faydalanacağını şimdi bilmiyoruz. Tekrar de Intel, konferans sırasında Meteor Lake’in 2023 için gayede olduğunu doğrulamıştı. Biraz evvel bahsettiğimiz üzere, Meteor Lake, farklı dökümhanelerden gelen kalıpların içeren birinci “ayrıştırılmış” çip dizaynına sahip platform olacak.
Zaman geçtikçe paketleme teknolojileri ve çok yongalı dizaynlar hakkında daha fazla bilgi elde edeceğiz. Intel’in yanı sıra farklı teknoloji devlerinin de benzeri çalışmalar yaptığını biliyoruz. Hasebiyle işlemciler, ekran kartları yahut farklı aygıtlarda “çok yongalı tasarımların” giderek daha fazla kıymet kazanması kesin.
