处理器堆叠技术：释放性能潜力

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处理器堆叠技术：释放性能潜力

📚 目录

引言
薄片堆叠技术在存储器领域的应用
- 2.1 SSD 存储器中的薄片堆叠技术
Intel 的 3D 堆叠技术（Foveros）
- 3.1 Lakefield 芯片的 Foveros 技术应用
- 3.2 Foveros 的性能优势
AMD 的 3D 堆叠技术（Tsv）
- 4.1 AMD 对 Tsv 技术的应用
- 4.2 Tsv 技术带来的性能提升
结论
常见问题解答
参考资源

🖥️ 引言

薄片堆叠技术不仅被普利公司成功应用在“乐比乐”薯片上，如今电子产品制造商也开始使用这种技术，使得你的设备比以往更加强大。本文将探讨薄片堆叠技术在处理器领域的应用，重点介绍 Intel 的 Foveros 技术和 AMD 的 Tsv 技术。我们将分析它们的优点、性能提升和将来可能的应用领域，以期帮助读者更好地了解这一领域的最新技术发展。

💽 SSD 存储器中的薄片堆叠技术

在存储器领域，薄片堆叠技术已经非常普遍。现在，我们可以很容易地为电脑购买一块采用了薄片堆叠技术的固态硬盘（SSD），例如三星的 VNAND。通过堆叠多个芯片来增加存储容量，这种技术已经取得了很大的成功。

🏢 Intel 的 3D 堆叠技术（Foveros）

3.1 Lakefield 芯片的 Foveros 技术应用

Intel 的 Foveros 是一种名为 3D 堆叠的技术，其最早应用在 Lakefield 芯片上。Lakefield 芯片实际上是一种混合式的处理器，将高性能核心和低功耗核心组合在一起，旨在提供更高的能效。Foveros 技术通过将支持逻辑和 I/O 的基础芯片放置在计算芯片下方，实现了不同芯片之间的连接。连接它们的微小焊点被称为微球，它们的中心间距仅为 36 微米，约为人类头发宽度的一半。

3.2 Foveros 的性能优势

相较于在同一2D平面上单独放置两个芯片，让芯片尽可能靠近对方在性能上带来了明显的好处。微球的尺寸如此之小，使得芯片之间的距离更近，从而实现更快的通信。此外，芯片之间距离如此接近还意味着在数据传输时不需要太多的功率。因此，相较于单一2D平面上的芯片，堆叠芯片的速度更快，对电池寿命的消耗也更小。这种堆叠芯片的技术应用与 AMD 的芯片组技术（chiplet）有所不同。

🚀 AMD 的 3D 堆叠技术（Tsv）

4.1 AMD 对 Tsv 技术的应用

与 Intel 不同，AMD 目前的堆叠策略并非将计算芯片与基础芯片连接在一起。相反，AMD 正专注于使用3D芯片设计来增加CPU的高速缓存容量。高速缓存是一种位于CPU封装内部的非常快速的存储器，能够使处理器快速访问所需的信息。为此，AMD 最近宣布将在每个芯片组核心上堆叠额外的高速缓存，通过通过硅层内部的通孔（TSV）连接各个高速缓存层。

4.2 Tsv 技术带来的性能提升

TSV 就像一根插在多层硅层中的铜线，AMDC希望通过使用这种技术，相较于Intel的Foveros微球，每个单位面积可以容纳更多的TSV。AMD希望这一特性将使他们在性能上超过Intel。尽管TSV技术和构建芯片堆叠中的方式与Intel不同，但是AMD认为增加的高速缓存容量将带来显著的性能提升。每个芯片组可以容纳多达96兆字节（MB）的三级缓存，因此一个拥有12或16个芯片组的CPU将拥有192兆字节（MB）的高速缓存。这相较于传统技术来说是一个惊人的数字。由于高速缓存非常快速，拥有更多的高速缓存和更高的带宽可能会在实际应用中带来很大的优势。AMD已经宣称，在游戏中，与Ryzen 9 5900X相比，他们的CPU帧率提高了4%至25%不等。只有时间会告诉我们，这些技术中的哪一种，或者是我们现在还不了解的另一种技术，将真正推动性能的极限。也许在未来某个时候，多层堆叠的GPU将让我们轻松实现16K游戏体验。

📝 结论

薄片堆叠技术在现代电子产品制造中扮演着重要的角色，不仅可以提供更高的性能，还有助于节省能源和提高设备的效率。虽然 Intel 的 Foveros 和 AMD 的 Tsv 技术有着不同的应用方式，但它们都在不同领域展现出了巨大的潜力。通过不断推动技术创新，我们有望看到更多新的堆叠技术的出现，为电子产品的发展带来更多可能性。