Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 21
Вместо этого мы подняли напряжение до 12 В, уменьшив таким способом ток и мощность.
То есть уменьшили потери в дорожках при том же потреблении полезной нагрузки?
Так и не понял зачем там кремний. Можно делать ПП из прочной керамики с подходящим ТКР. А техпроцессы для нанесения металлизированных дорожек на кремний будут и для других материалов давать результат, просто дорого при уменьшении размеров. Всё-таки напыление в вакууме/ионное травление и травление меди в растворе не сравнимы по сложности, это кроме разрешения.
в США фотолитографическая маска может стоить от $2 млнЗдесь явно не хватает «для разрешения х нм (или мкм)».
я так понял, они поснимали корпуса микрух, напрямую впаялись в них и получили профит, потому что без корпуса плотнее можно разместить. поправьте, если понял неправильно
Следующий виток интеграции. В прошлый раз из отдельных микросхем собрали SoC, понравилось. Долбанули молотком, разлетелось на дайлеты, снова собрали из кусков, стало ещё лучше. Вот только как от такой крохи отводить тепло.
Про тепло ещё не решили — думают.
Вообще, после статьи — идея крайне сырая, они попробовали что-то простое, а как реализовать посложней — думают.
Но, так сказат, первенство застолбили. И инвенсторов приглашают, так как у них «всё в шоколаде», осталась пара «мелочей »: тепло, большой ток, большие напряжения, большие расстояния.
Вообще, после статьи — идея крайне сырая, они попробовали что-то простое, а как реализовать посложней — думают.
Но, так сказат, первенство застолбили. И инвенсторов приглашают, так как у них «всё в шоколаде», осталась пара «мелочей »: тепло, большой ток, большие напряжения, большие расстояния.
Расстояния они таким образом рассчитывают уменьшать в 10 раз. Тепло явно нужно придумывать как отводить, но опять же — они сами и намечают как: с двух сторон, без пластиковых «теплоизоляторов», без всяких смываемых штук. Вполне возможно, что для маломощных систем сейчас они смогут снизить нагрев так, что бы им охлаждение не нужно было в принципе. А для более мощных — можно например всю эту сборку помещать в капсулу с тонким слоем жидкого теплоносителя и внешним кожухом-радиатором. Заодно таким кожухом от повреждений хрупкий кремний защищать можно.
P.S. Вы назвали работающую плату с 40 GPU «чем-то простым»?
P.S. Вы назвали работающую плату с 40 GPU «чем-то простым»?
Идея хорошая, но это уже как несколько лет делается(собственно изобрели велосипед или в статье нет именно их идей поскольку это уже будет скопировано и размножено другими).
Да, в действительности есть большие проблемы с такой вещью как корпус и PCB.
В цифровых схемах/интерфейсах:
Если ранее при частотах до 100-200 МГц проблем особых не было, сейчас при скоростях меж соединений до 15Gbps это проблема номер 1. при таких частотах индуктивность разварки(в некоторых случаях помогает flip-chip) непреодолимая преграда для передачи данных, никакие ухищрения уже не помогают. Ёмкость же вывода и меж соединений ещё сильнее усугубляет данную проблему. при таких скоростях все проводники начинают излучать и ухудшать помехозащищённость системы. В самих платах возрастают потери, и уже не помогает даже роджерс.
поэтому приходится качать всё это большим размахом(тока), и при этом вкачивать огромную мощность в передачу данных. Иногда(всё более часто) получается что основная схема потребляет меньше интерфейса данных. Из своего личного опыта скажу что некоторые схемы(в частности АЦП) даже на частоте 150Мгц уже требовали выделения 25% суммарной потребляемой энергии только на передачу данных.
Наличие меж соединения через кремний позволяет убрать эти проблемы уменьшить влияние данных эффектов на порядки. Уже не нужно тратить огромное количество энергии на интерфейс данных — его просто нет или он упрощается с LVDS,CML передатчиков, сложных интерфейсов аля JESD204 до обычных буферов. ёмкости связей минимальны, индуктивности минимальны. от сюда и снижение потребления.
с точи зрения аналоговых блоков и схем — минимальная индуктивность это тоже ограничение сверху рабочих частот. Длинные разварки(или даже шарики) приводят к тому что внешние ёмкости становятся бесполезна на импульсных токах потребления. А это уже ломает схемы и приходится изгаляться чтоб достичь параметров либо увеличивать потребление чтоб скомпенсировать уход параметров. короче море проблем.
минимизация связей — это решение большинства этих проблем.
наружу из кристалла должны выходить только низкочастотные аналоговые и цифровые сигналы. Вся высокочастотная часть и высокоскоростные потоки данных должны(если это вообще возможно) оставаться внутри чипа. Только так будут получаться энергетически высокоэффективные схемы.
Почему кремний лучше чем PCB — да верно статье написано — размеры. Для ПП точность и шаг разводки такие как в чипах недостижимы(по крайней мере ближайшие годы).
Коэффициент температурного расширения ПП и кремния разный, в случае использования кремния одинаков. По этому же керамика тоже не очень подходит.
почему керамика ещё хуже — да потому как в керамике тяжело если вообще возможно создать многоуровневую разводку. В кремнии это уже налаженный процесс вплоть до нескольких десятков слоёв.
Так же как написано в статье можно получить больший процент выхода годный, поскольку чем меньше кристалл тем меньше вероятность брака. Для больших SoC это очень большая проблема.
и вообще тут очень много можно чего писать…
ноесть свои недостатки — да это отвод тепла и ещё сырость технологии.
Да, в действительности есть большие проблемы с такой вещью как корпус и PCB.
В цифровых схемах/интерфейсах:
Если ранее при частотах до 100-200 МГц проблем особых не было, сейчас при скоростях меж соединений до 15Gbps это проблема номер 1. при таких частотах индуктивность разварки(в некоторых случаях помогает flip-chip) непреодолимая преграда для передачи данных, никакие ухищрения уже не помогают. Ёмкость же вывода и меж соединений ещё сильнее усугубляет данную проблему. при таких скоростях все проводники начинают излучать и ухудшать помехозащищённость системы. В самих платах возрастают потери, и уже не помогает даже роджерс.
поэтому приходится качать всё это большим размахом(тока), и при этом вкачивать огромную мощность в передачу данных. Иногда(всё более часто) получается что основная схема потребляет меньше интерфейса данных. Из своего личного опыта скажу что некоторые схемы(в частности АЦП) даже на частоте 150Мгц уже требовали выделения 25% суммарной потребляемой энергии только на передачу данных.
Наличие меж соединения через кремний позволяет убрать эти проблемы уменьшить влияние данных эффектов на порядки. Уже не нужно тратить огромное количество энергии на интерфейс данных — его просто нет или он упрощается с LVDS,CML передатчиков, сложных интерфейсов аля JESD204 до обычных буферов. ёмкости связей минимальны, индуктивности минимальны. от сюда и снижение потребления.
с точи зрения аналоговых блоков и схем — минимальная индуктивность это тоже ограничение сверху рабочих частот. Длинные разварки(или даже шарики) приводят к тому что внешние ёмкости становятся бесполезна на импульсных токах потребления. А это уже ломает схемы и приходится изгаляться чтоб достичь параметров либо увеличивать потребление чтоб скомпенсировать уход параметров. короче море проблем.
минимизация связей — это решение большинства этих проблем.
наружу из кристалла должны выходить только низкочастотные аналоговые и цифровые сигналы. Вся высокочастотная часть и высокоскоростные потоки данных должны(если это вообще возможно) оставаться внутри чипа. Только так будут получаться энергетически высокоэффективные схемы.
Почему кремний лучше чем PCB — да верно статье написано — размеры. Для ПП точность и шаг разводки такие как в чипах недостижимы(по крайней мере ближайшие годы).
Коэффициент температурного расширения ПП и кремния разный, в случае использования кремния одинаков. По этому же керамика тоже не очень подходит.
почему керамика ещё хуже — да потому как в керамике тяжело если вообще возможно создать многоуровневую разводку. В кремнии это уже налаженный процесс вплоть до нескольких десятков слоёв.
Так же как написано в статье можно получить больший процент выхода годный, поскольку чем меньше кристалл тем меньше вероятность брака. Для больших SoC это очень большая проблема.
и вообще тут очень много можно чего писать…
ноесть свои недостатки — да это отвод тепла и ещё сырость технологии.
следующий (потенциальный) виток развития одноразовой электроники…
в моем планшете батарея в 2 раза больше платы
следующий (потенциальный) виток развития одноразовой электроники…
полностью согласен. Если сейчас уже электроника мало ремонтопригодна, то переход на такую интеграцию приведёт к полной одноразовости всей высокопроизводительной электроники.
И в конце концов от нашей цивилизации останется только высоко интегрированный песок. Вся информация тоже будет утеряна — Flash память тоже не долговечна.
Утеряна будет ровно та информация, которая в глазах её современников имеет низкую ценность. Собственно как и во всей предыдущей истории человечества. Что-то ценное кодируется (например в законы, саги, инвентарные документы) и многократно копируется (устно, письменно, другими доступными методами).
Ни кто ведь не мешает ценную информацию записывать на диски, пластины, закапывать в бункеры-хранилища. И не делают так массово лишь потому, что это много дороже, а ценность всех этих петабайт данных, что генерируется человечеством, этим же человечеством оценивается как низкая (на исторических промежутках времени).
Так в чём проблема то? Собирательство от бережливости понимаете чем отличается?
Ни кто ведь не мешает ценную информацию записывать на диски, пластины, закапывать в бункеры-хранилища. И не делают так массово лишь потому, что это много дороже, а ценность всех этих петабайт данных, что генерируется человечеством, этим же человечеством оценивается как низкая (на исторических промежутках времени).
Так в чём проблема то? Собирательство от бережливости понимаете чем отличается?
Это немного не в тему статьи, но продолжу:
по поводу ценности всего этого хлама согласен, однако история такова что далеко не самая важная информация остаётся надолго. Не так много людей задумываются о необходимости сохранения важной информации. И ещё меньше даже задумываясь пытаются что либо важное сохранить.
тот же кто собирает важную информацию прячет её достаточно глубоко(чтоб никто не испортил), так что последующие поколения тоже её найти не могут. В принципе старой информации не так много до нас дошло, много рукописей истлели… Зато дошли обычные черепки от горшков в большом количестве. Они сделаны из глины и покрыты обычным стеклом. Сейчас эти черепки из кремния и стекла высоко интегрированы. они и останутся, арукописи диски, ленты, hdd, sdd, и др исчезнет. И дело не в методах сохранения, а в количестве копий. К сожалению я думаю в будущем из черепков будут восстановлена информация и потомки будут думать что мы верили в летающих драконов, некоторые говорили на Дотракийский языке, верили в богов под названием ТОР и тому подобное…
И если уже пошёл такой разговор — вы знаете где надёжно(и доступно) сохранить свою личную информацию так чтоб она осталась потомкам? Я буквально 2 недели назад обнаружил что CD записанные 15лет назад увы не читаются… Для меня это очень важная информация, и покуда я жив она важна. После меня она пусть и будет утеряна, для человечества эта потеря не большая. Хотя если она останется чуть дольше, возможно она хотя бы чуть чуть изменит осознание нашей культуры и знаний будущими поколениями о нашем времени.
по поводу ценности всего этого хлама согласен, однако история такова что далеко не самая важная информация остаётся надолго. Не так много людей задумываются о необходимости сохранения важной информации. И ещё меньше даже задумываясь пытаются что либо важное сохранить.
тот же кто собирает важную информацию прячет её достаточно глубоко(чтоб никто не испортил), так что последующие поколения тоже её найти не могут. В принципе старой информации не так много до нас дошло, много рукописей истлели… Зато дошли обычные черепки от горшков в большом количестве. Они сделаны из глины и покрыты обычным стеклом. Сейчас эти черепки из кремния и стекла высоко интегрированы. они и останутся, а
И если уже пошёл такой разговор — вы знаете где надёжно(и доступно) сохранить свою личную информацию так чтоб она осталась потомкам? Я буквально 2 недели назад обнаружил что CD записанные 15лет назад увы не читаются… Для меня это очень важная информация, и покуда я жив она важна. После меня она пусть и будет утеряна, для человечества эта потеря не большая. Хотя если она останется чуть дольше, возможно она хотя бы чуть чуть изменит осознание нашей культуры и знаний будущими поколениями о нашем времени.
И если уже пошёл такой разговор — вы знаете где надёжно(и доступно) сохранить свою личную информацию так чтоб она осталась потомкам?
Вы сами и ответили на свой вопрос чуть раньше — «И дело не в методах сохранения, а в количестве копий.»
Нет необходимости в одном универсальном, великом и могучем носителе. Просто нужно делать больше копий. И чаще. Не на 1 диск с проверкой раз в 15 лет, а каждый квартал/год (сколько там гарантированная надёжность у выбранного в каждом случае носителя). Будет у вас через 15 лет 15-115 носителей разного возраста, хранившихся в разных местах и разных условиях. Ну какой-то прочитается. А когда ценность записанной информации для вас, потомков или окружающих упадёт ниже, чем стоимость копирования — вот тогда информация и будет рисковать исчезнуть совсем. Но учитывая количество созданных за это время копий — вы можете рассчитывать на шанс сохранения информации хоть на каком-то историческом промежутке.
здесь еще стоит помнить о том, что ценность информации зависит от контекста считывания. То, что ценно вам сейчас, может абсолютно не котироваться через 50 лет. Ну и ценность будет иметь только, к примеру, для историков. Это при условии восходящего движения в научно-техническом уровне цивилизации… Кстати, вспомнил фильм «Идиократия». Там вполне себе вариант показан, когда данные сохранились вроде бы, но оказались никому не нужны.
Интересно, как себя ведут при подаче напряжения в диапазоне СВЧ полупроводники как емкости. То есть обычный конденсатор достаточно большой емкости хорошо передает сигнал высокой частоты, а скажем у p-n-перехода величина «емкость» зависит от напряжения.
Правильно ли я понимаю, что вместо обычной макроскопической печатной платы предлагается делать гибридную микросхему? Для небольшого размера может и сработает (для обычных же гибридных микросхем срабатывало).
1. Как предполагается делать разводку соединений? Точно такая же литография, что на микросхемах, но погрубее, до микрона? Как минимум, понадобится недешевое оборудование и реактивы: собственно литографическая и напылительная установки, фоторезист и химия для экспонирования/удаления, установка для нанесения изолирующего слоя между слоями дорожек (не увидел что там будет в качестве изолятора, но пылить их сложнее, чем металлы).
2. Что предполагается делать с габаритными деталями, от конденсаторов до разъемов? Напрямую на кремний не посадишь — сломается. Значит оформлять гибридную сборку в свой корпус и сажать на тот же текстолит.
3. Хрупкость. Кремний материал хрупкий. ОЧЕНЬ хрупкий. Когда кристаллик маленький и расположен внутри корпуса, это не особо критично, но если делать целую плату, какой бы толщины она ни была, с ней придется обращаться как с хрустальной вазой. Текстолитовые платы в этом значительно лучше, так как легко гасят удары
4. Межсоединения. Чем предполагается крепить «сторонние» чипы к «плате»? Пайка? Сварка? Приваривание тонких золотых/алюминиевых «волосков»?
5. Таки цена. Текстолит значительно дешевле не только кремния, но даже керамики (раз полупроводниковые свойства кремния все равно не используются, чем керамика хуже?)
6. Электрическая мощность. Толщина металла внутри микросхем существенно меньше, чем фольги на плате, и существенно ее не увеличить. Помешают малая толщина фоторезиста и перепад высот в результате. Ну и при напылении — дикий перерасход металла. Хотя гальванику, конечно, никто не отменял.
.
Единственное преимущество, которое я тут вижу — при использовании интегральной технологии можно сделать разводку чуть-чуть компактнее. Насколько — зависит от оборудования.
1. Как предполагается делать разводку соединений? Точно такая же литография, что на микросхемах, но погрубее, до микрона? Как минимум, понадобится недешевое оборудование и реактивы: собственно литографическая и напылительная установки, фоторезист и химия для экспонирования/удаления, установка для нанесения изолирующего слоя между слоями дорожек (не увидел что там будет в качестве изолятора, но пылить их сложнее, чем металлы).
2. Что предполагается делать с габаритными деталями, от конденсаторов до разъемов? Напрямую на кремний не посадишь — сломается. Значит оформлять гибридную сборку в свой корпус и сажать на тот же текстолит.
3. Хрупкость. Кремний материал хрупкий. ОЧЕНЬ хрупкий. Когда кристаллик маленький и расположен внутри корпуса, это не особо критично, но если делать целую плату, какой бы толщины она ни была, с ней придется обращаться как с хрустальной вазой. Текстолитовые платы в этом значительно лучше, так как легко гасят удары
4. Межсоединения. Чем предполагается крепить «сторонние» чипы к «плате»? Пайка? Сварка? Приваривание тонких золотых/алюминиевых «волосков»?
5. Таки цена. Текстолит значительно дешевле не только кремния, но даже керамики (раз полупроводниковые свойства кремния все равно не используются, чем керамика хуже?)
6. Электрическая мощность. Толщина металла внутри микросхем существенно меньше, чем фольги на плате, и существенно ее не увеличить. Помешают малая толщина фоторезиста и перепад высот в результате. Ну и при напылении — дикий перерасход металла. Хотя гальванику, конечно, никто не отменял.
.
Единственное преимущество, которое я тут вижу — при использовании интегральной технологии можно сделать разводку чуть-чуть компактнее. Насколько — зависит от оборудования.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Прощай, печатная плата; здравствуй, межкомпонентная кремниевая сеть