3D芯片堆叠封装技术
在发布会的尾声,Lisa Su苏姿丰博士还给我们介绍了AMD在封装技术上的重大进展。AMD在过去几年一直致力于提升处理器的封装技术,从2015年的HBM堆栈封装到2017年的多芯片封装再到2019年的Chiplet多芯片不同工艺封装,AMD每隔一年都向前迈出一步。2021年,AMD与台积电合作结合Chiplet技术和堆叠封装技术,推出了3D芯片堆叠封装技术。
这项全新的封装技术被首先应用在3D Vertical Cache(3D垂直缓存)设计中。在一个锐龙9 5900X处理器原型产品中,一个64MB、7nm工艺的SRAM缓存采用3D芯片堆叠技术封装在CCD上,加上CCD本身的32MB三级缓存,这颗5900X原型产品单个CCD的三级缓存将达到96MB,是原来的三倍。整颗处理器的三级缓存容量将达到192MB的超大容量。
由于3D垂直缓存直接与Zen 3的CCD通过硅通孔(TSV)连接,传输速率可达2TB每秒以上。
采用3D垂直缓存设计的5900X还会在表面增加硅结构覆盖,所以从外观上看,它与原来的5900X并没有什么区别。当移除CCD顶部的封装盖,可以看到在CCD上方有一个6mm x 6mm的白色部分覆盖在CCD Die上方,那个就是3D缓存封装的SRAM,某种程度上它类似于HBM的封装设计,只是采用了立式垂直封装。
由于缓存更大、速度更快,采用了3D垂直缓存设计的5900X性能也比普通5900X要强。两颗处理器均以相同的4GHz频率运行,右边采用3D垂直缓存设计的5900X游戏性能比普通的5900X要高出12%。
很多游戏对于处理器的内存速度都有着较高要求,与其依赖于距离更远、延迟更高的内存,不如提升三级缓存的容量和速度。采用3D垂直缓存设计的5900X相较普通5900X在主流游戏中,游戏性能平均提升了15%。而15%的游戏性能提升几乎等于一代处理器更替的性能提升幅度,仅仅通过3D垂直缓存设计就能达到,这是一个十分耀眼的成绩,
总的来说,3D芯片堆叠封装技术采用混合封装设计,结合了Chiplet技术和堆栈封装技术,通过硅通孔(TSV)可提供普通2D封装方案200多倍的互连密度,是其他3D堆叠方案的15倍以上。
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