💻Ils empilent maintenant les CPUs !

Table of Contents

1. Introduction
2. What is Chip Stacking?
3. The Benefits of Chip Stacking
4. Intel's 3D Stacking Technology: Foveros
5. AMD's 3D Chip Design: Increasing CPU Cache
6. Comparing Intel and AMD's Approaches
7. Performance Gains with Chip Stacking
8. The Future of Chip Stacking
9. Potential Drawbacks of Chip Stacking
10. Conclusion

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De nos jours, l'empilement de puces est devenu une méthode couramment utilisée par les fabricants d'électronique pour rendre vos gadgets plus puissants que jamais. Ce concept, qui a d'abord été utilisé dans l'industrie du stockage avec des disques SSD, est désormais appliqué aux processeurs. Tant Intel que AMD ont adopté des approches différentes pour intégrer cette technologie dans leurs prochains processeurs.

Qu'est-ce que l'empilement de puces?

L'empilement de puces, ou chip stacking en anglais, consiste à superposer plusieurs puces électroniques pour ajouter des fonctionnalités supplémentaires. Contrairement à une simple intégration de puces sur un plan en 2D, cette méthode permet de rapprocher physiquement les puces, ce qui offre des avantages significatifs en termes de performances et d'efficacité énergétique.

Les avantages de l'empilement de puces

L'empilement de puces présente plusieurs avantages majeurs. Tout d'abord, en rapprochant les puces, leur communication est plus rapide grâce à des interconnexions plus courtes. Cela se traduit par une amélioration des performances globales du système. De plus, le fait d'avoir les puces superposées permet de réduire la puissance nécessaire pour transférer les données entre elles, ce qui contribue à préserver la durée de vie de la batterie de vos appareils.

En outre, l'empilement de puces permet d'optimiser l'espace physique disponible. En superposant les puces, les fabricants peuvent intégrer plus de fonctionnalités sur un espace réduit, ce qui est particulièrement bénéfique pour les appareils portables tels que les ordinateurs portables et les smartphones.

La technologie d'empilement 3D d'Intel : Foveros

Intel a développé sa propre technologie d'empilement 3D appelée Foveros. Cette technologie a été visible pour la première fois sur les puces Lakefield d'Intel, qui sont des processeurs hybrides combinant des cœurs haute puissance et basse puissance.

Dans le cas de Foveros, Intel utilise une puce de base comportant la logique de support, y compris la sécurité et l'E/S, située sous une puce de calcul contenant les cœurs CPU réels. Les deux puces sont reliées par de minuscules billes de soudure appelées micro-bumps, dont les centres ne sont espacés que de 36 microns. Cette distance est environ la moitié de la largeur d'un cheveu humain.

L'approche d'Intel avec Foveros permet de rapprocher les puces autant que possible, ce qui se traduit par des bénéfices significatifs en termes de performances. De plus, les micro-bumps étant extrêmement petits, les puces peuvent communiquer plus rapidement entre elles. Par conséquent, non seulement l'empilement de puces est plus rapide que l'utilisation de puces situées sur une seule surface en 2D, mais il consomme également moins d'énergie, ce qui est bénéfique pour la durée de vie de la batterie.

La conception de puce 3D d'AMD : augmentation du cache CPU

AMD, de son côté, se concentre sur l'utilisation de la conception de puce 3D pour augmenter la taille du cache disponible pour le processeur. Le cache CPU est une mémoire interne très rapide située à l'intérieur du Package CPU, qui permet au processeur d'accéder rapidement aux informations dont il a besoin pour fonctionner.

Contrairement à Intel, AMD n'utilise pas de micro-bumps pour relier les couches de cache supplémentaires. À la place, AMD utilise des "through silicon vias" (TSV), ce qui signifie qu'une connexion en cuivre traverse chaque couche de silicium de la puce. Cette approche permet à AMD d'empiler plus de couches de cache par unité de surface que ne le permettent les micro-bumps de Foveros d'Intel. AMD espère ainsi obtenir un avantage concurrentiel sur Intel en matière de taille de cache.

Grâce à cette conception, chaque puce peut maintenant contenir jusqu'à 96 mégaoctets de cache de niveau 3 (L3). Cela signifie qu'un processeur avec 12 ou 16 cœurs répartis sur deux puces (chiplets) dispose d'un total de 192 mégaoctets de cache, une quantité considérable par rapport aux technologies conventionnelles. Étant donné que le cache CPU est extrêmement rapide, le fait d'avoir plus de cache et une bande passante plus élevée peut se traduire par des avantages réels dans le monde réel. AMD prétend déjà obtenir entre 4 et 25 % de frames par seconde supplémentaires dans les jeux par rapport au Ryzen 9 5900X.

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