ถ้าลดขนาดขยายแนวราบมันยาก ก็ทำเป็นแนวตั้งซ้อนมันซะเลย 🍋
มาแล้วชิปแบบ 3 มิติ ตัวแรกของโลก ที่เปลี่ยนแนวคิดการออกแบบชิปไปจากเดิมอย่างชัดเจน แทนที่จะวางทุกอย่างเรียงกันบนระนาบเดียว ชิปตัวนี้เลือกจัดวางส่วนประกอบสำคัญอย่างแคชและส่วนอื่น ๆ ขึ้นไปในแนวตั้งบนdie เดียวกัน
.
หลายคนอาจสงสัยว่ามันต่างจากเทคโนโลยีที่เราคุ้นเคยอย่าง Ryzen X3D ยังไง คือต้องอธิบายก่อนว่า โดยทั่วไปแล้วชิปส่วนใหญ่ยังคง จัดวางส่วนประกอบหลักอยู่บนพื้นผิวเดียวกัน แม้จะมีการเพิ่มชั้นหน่วยความจำเข้าไป แต่ก็เป็นการประกอบภายหลัง ยังวางแต่ละส่วนแยกกันอยู่ดี ไม่ได้ออกแบบโครงสร้างให้เป็นหลายชั้นตั้งแต่ต้น
.
ชิป 3 มิติตัวใหม่นี้เป็นผลงานของทีมนักวิจัยจาก Stanford, Carnegie Mellon, University of Pennsylvania และ MIT ที่ร่วมมือกับ SkyWater Technology โรงงานรับจ้างผลิตชิปในสหรัฐฯ และถือเป็นครั้งแรกที่ชิปในลักษณะนี้ถูกผลิตขึ้นได้จริงในสายการผลิตเชิงพาณิชย์ ไม่ใช่เพียงงานทดลองในห้องแล็บ
.
แนวคิดหลักคือการนำหน่วยความจำและซีพียูมาเชื่อมต่อกันในแนวตั้ง ทำให้ระยะทางการส่งข้อมูลสั้นลงมาก ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในงาน AI ที่ต้องรับส่งข้อมูลจำนวนมหาศาล จากการทดสอบกับชิปต้นแบบ พบว่าสามารถทำงานได้เร็วขึ้นกว่าชิปแบบทั่วไปประมาณ 4 เท่า
.
เมื่อมองไปข้างหน้า การจำลองโค รงสร้างที่เพิ่มจำนวนชั้นเข้าไปยังชี้ว่า ประสิทธิภาพในงาน AI บางประเภท เช่น โมเดลที่อ้างอิงจาก LLaMA ของ Meta อาจเพิ่มขึ้นได้สูงสุดถึง 12 เท่า และในระยะยาว แนวทางนี้อาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพต่อการใช้พลังงานได้ถึง 100-1,000 เท่า
.
ในช่วงแรกชิปต้นแบบนี้ใช้กระบวนการผลิตระดับ 90-130 นาโนเมตร ซึ่งฟังดูอาจเหมือนเทคโนโลยีโบราณ เพราะทุกวันนี้วงการชิปกำลังพูดถึงระดับต่ำกว่า 2 นาโนเมตรกันแล้ว แต่ประเด็นสำคัญของงานนี้ไม่ได้อยู่ที่การย่อขนาดทรานซิสเตอร์ แต่อยู่ที่แนวคิดการออกแบบมากกว่าโดยการผสานทั้ง CMOS, ReRAM และทรานซิสเตอร์คาร์บอนนาโนทิวบ์เข้าไว้ในโครงสร้างเดียว พร้อมกับการจัดวางในแนวตั้ง
.
ทำให้สามารถเพิ่มชั้นของหน่วยความจำและวงจรประมวลผลเข้าไปได้ โดยที่ขนาดหน้าชิปแทบไม่ต้องขยายตาม แนวทางนี้สะท้อนให้เห็นชัดว่าอุตสาหกรรมชิปอา จไม่ได้ขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยการ “เล็กลง” เพียงอย่างเดียวอีกต่อไป และการออกแบบในมิติแนวตั้งกำลังกลายเป็นก้าวสำคัญของชิปสำหรับยุค AI ที่กำลังจะมาถึง
.
ที่มา : tomshardware
