全球首款3D晶圆级封装处理器IPU发布突破7nm制程极限揭示芯片制造难度的社会影响

在英国的AI芯片公司Graphcore最近发布了其第三代IPU产品Bow,标志着全球首款3D晶圆级封装处理器IPU的问世。本次发布不仅代表了技术进步,也揭示了芯片制造难度的社会影响。与上一代相比,Bow IPU性能提升40%,能耗比提升16%,电源效率也提升16%。值得注意的是,这一次性能提升并非主要依赖于更先进的制程,而是通过采用台积电共同开发的先进硅晶圆堆叠技术(3D Wafer-on-Wafer)实现。

Bow作为世界首款3D WoW处理器,证明了芯片性能提升从先进制程向先进封装转移的可行性。这意味着,在摩尔定律逐渐失效的情况下,业界需要寻找新的技术方向来延续性能提升。其中,3D封装正被视为一个重要的手段。

Graphcore的大中华区总裁兼全球首席营收官卢涛表示,“变化主要体现在,它是一个3D封装的处理器,晶体管的规模有所增加,算力和吞吐量均得到提升。”而在工艺制程上,Bow IPU 延续了上一代台积电 7nm 工艺制程,没有变化。

此举验证了一种观点,即将芯片制造和芯片封装相结合,可以达到65nm工艺制程实现40nm工艺制程性能功耗要求。在这个过程中,不同领域对新技术需求不同,比如金融、医疗、机器人等领域,对高性能计算能力有不同的需求。

虽然选择改变封装方式而不是更先进工艺,但这并不意味着Graphcore放弃追求更高性能。通过3D堆叠方式,加大晶体管数量,同时优化Colossus Die操作节点,从而转化为有效时钟加速。此外,由于老用户无需做任何软件适配工作就能获得性能提升,而且价格保持不变,因此这种改变显示出了一种更加灵活且经济实用的策略。

未来看来,这样的设计思路可能会推动更多创新,比如Graphcore正在研发的一款超级智能机器Good Computer,将包含8192个IPU,可提供超过10 Exa-Flops AI算力,并支持500万亿参数规模的人工智能模型开发。尽管价格预计将在100万美元到1.5亿美元之间,但它展现了一种潜在的人类智能水平之上的可能性,是对传统CPU和GPU的一个挑战,也是对于数据中心资源整合利用的一次巨大探索。