MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Уже на этой неделе в продажу должны поступить смартфоны Mate 90, которые будут оснащены процессорами Kirin нового поколения, использующими принцип «масштабирования тау», который позволяет добиться увеличения плотности размещения транзисторов без перехода на более тонкие технологические нормы. Huawei опубликовала первые итоги оценки достигнутых благодаря переходу на новый метод компоновки чипа преимуществ.
Источник изображения: Huawei Technologies
Как отмечает TrendForce со ссылкой на издание Global Times, автором новой публикации является одна из идейных вдохновительниц перехода к новому методу компоновки Хэ Тинбо (He Tingbo, на фото выше). По данным отчёта, при создании чипа Kirin 2026 удалось увеличить плотность размещения транзисторов на 55 %, а уровень энергопотребления на уровне многих ключевых блоков упал. Правда, уровень быстродействия остался прежним.
Как поясняет источник, принцип «масштабирования тау» привязан ко времени, поскольку позволяет повысить быстродействие благодаря сокращению пути, преодолеваемого данными внутри чипа. При этом сам по себе новый принцип не гарантирует снижения энергопотребления. Если полученный за счёт сокращения задержек выигрыш использовать для повышения тактовых частот, потребление и тепловыделение могут снова вырасти. Поэтому Huawei предстоит искать баланс между производительностью и энергоэффективностью. Свежее исследование как раз отвечает на вопрос о проблеме тепловыделения. И если кратко подытожить его результаты, то они показывают, что увеличение плотности транзисторов не обязательно приводит к росту плотности мощности.
Поскольку повышать тактовую частоту работы чипа Huawei не стала, то Kirin продемонстрировал снижение энергопотребления на 66 % для NPU, на 58 % для GPU и 41 % для CPU при сопоставимом с предшественником быстродействии. В мобильном сегменте это довольно важный результат, поскольку позволяет увеличить время работы устройства от батареи. В частности, нейронный блок NPU продемонстрировал производительность на уровне 29 TOPS при работе на сниженной на 63 % частоте относительно модели предыдущего поколения, а напряжение было снижено с 0,85 до 0,55 В. Плотность потока энергии при этом снизилась на 73 %.
По словам представителей Huawei, основной выигрыш в энергопотреблении достигается благодаря снижению затрат на перемещение данных, а не осуществление вычислений как таковое. Если учесть, что первый тип энергозатрат в составе «системы на чипе» достигает 80 % от общего энергопотребления, то получаемая экономия существенна с практической точки зрения. Новый подход к компоновке чипа LogicFolding позволяет сократить путь, преодолеваемый данными внутри его, на величину от 20 до 70 %. Блоки внутри чипа, разнесённые по двум слоям, соединяются между собой вертикальными каналами с шагом 1,5 мкм вместо длинных горизонтальных связей. В составе Kirin 2026 таких вертикальных межсоединений насчитывается около 50 млн штук, из них от 10 до 15 % используются для передачи сигнала.
Образцы будущего Kirin 2027 уже демонстрируют сокращения шага размещения вертикальных каналов до 1 мкм с одновременным увеличением их количества до более чем 100 млн штук. За три последующих года Huawei рассчитывает сократить шаг каналов до 720 нм и одновременно увеличить их количество до более чем 200 млн штук. Как отмечается в публикации Huawei, если весь выигрыш во времени прохождения сигнала направить на повышение тактовых частот чипа, то энергопотребление неизбежно вырастет. Кроме того, новый поход к проектированию требует решения многих производственных проблем, а именно: уменьшение шага вертикальных соединений при формировании гибридных связей, изгиб кремниевых пластин, обеспечение точности позиционирования и адаптацию средств проектирования. На всё это может потребоваться от трёх до пяти лет. С другой стороны, на фоне сохранения напряжённых отношений с западными партнёрами, китайская Huawei не может похвастать выбором альтернативных путей технологического развития.
Источник:
