ساخت تراشه‌های قوی‌تر به محدودیت‌های بنیادین فیزیک برخورد کرده است. با نزدیک شدن نیمه‌هادی‌های مدرن به مرزهای فیزیکی خود و همزمان افزایش تقاضای هوش مصنوعی، صنعت فناوری در جستجوی جایگزینی برای ریزتراشه های سنتی است. راهکار جدید می‌تواند سیستم‌های یکپارچه در مقیاس ویفر (Wafer-Scale) باشد که تمام سطح یک ویفر سیلیکونی را برای ساخت یک پردازنده واحد استفاده می‌کنند.
امروزه پردازنده‌های پرچمدار این انویدیا با داشتن بیش از ۲۰۸ میلیارد ترانزیستور، شاهکارهای مهندسی محسوب می‌شوند. با این حال نیاز تصاعدی هوش مصنوعی به قدرت پردازش، صنعت را با قوانین غیرقابل تغییر فیزیک درگیر کرده است.
با «محدودیت رتیکل» آشنا شوید
در قلب فرآیند ساخت تراشه، فناوری لیتوگرافی قرار دارد که شرکت هلندی ASML با دستگاه‌های ۳۸۰ میلیون دلاری EUV خود بر آن مسلط است. این دستگاه‌ها نور را از طریق ماسک‌های دقیق به ویفرهای سیلیکونی می‌تابانند تا الگوهای مدار را ایجاد کنند. با این حال، قوانین فیزیک نور به آن معناست حتی پیشرفته‌ترین سیستم‌های لیتوگرافی نیز با یک محدودیت اساسی به نام «محدودیت رتیکل» (Reticle Limit) مواجه هستند.
این قانون اندازه یک دای (Die) تراشه را به حدود ۸۰۰ میلی‌متر مربع محدود می‌کند. در نتیجه، برای دستیابی به ظرفیت پردازشی بالاتر، وظایف محاسباتی باید بین چندین تراشه کوچک‌تر یا چیپلت تقسیم شوند که از طریق روش‌های پکجینگ پیچیده به هم متصل می‌شوند. این رویکرد اگرچه تاکنون کارآمد بوده، اما پیچیدگی و قیمت تمام شده پردازنده‌ها را به شکل قابل توجهی افزایش داده است.
راه‌حل جایگزین: سیستم‌های یکپارچه در مقیاس ویفر
در مواجهه با این محدودیت‌ها، محققان و شرکت‌های نیمه‌هادی در حال بررسی یکپارچه‌سازی در مقیاس ویفر (Wafer-Scale Integration) هستند. در این مدل، به جای برش ویفر سیلیکونی به تراشه‌های مجزا، کل ویفر به عنوان یک بستر پردازشی یکپارچه استفاده می‌شود.
شرکت Cerebras یکی از پیشگامان این حوزه است. محصول اخیر این شرکت، WSE-3 یا Wafer-Scale Engine 3، دارای چهار تریلیون ترانزیستور است و پهنای باند حافظه‌ای ۷۰۰۰ برابر بیشتر از برترین تراشه‌های متعارف ارائه می‌دهد. در این معماری، حافظه مستقیماً درون ویفر تعبیه شده که باعث کاهش چشمگیر تأخیر و کوچک شدن ابعاد کل سیستم می‌شود.
تسلا نیز در پروژه پردازنده‌های مخصوص خودرو خودران Dojo مفاهیم مشابهی را آزمایش کرد که اگرچه متوقف شد، اما الهام‌بخش شرکت‌های دیگری مانند DensityAI بوده است.
آینده لیتوگرافی
برای تحقق کامل این ایده، فناوری لیتوگرافی نیز باید متحول شود. شرکت Lam Research از طریق زیرمجموعه خود، Multibeam Corp، در حال توسعه لیتوگرافی با پرتو الکترونی چندستونی است. این فناوری به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد الگوهای مداری را بر روی ویفرهای بسیار بزرگ‌تر و بدون محدودیت رتیکل حک کنند.
در همین رابطه بخوانید:
- ابر تراشه WSE-3 با ۴ تریلیون ترانزیستور معرفی شد؛ 20 برابر قوی‌تر از انویدیا H100
آیا سلطه میکروچیپ‌ها ممکن است به زودی جای خود را به معماری‌هایی با فرم و عملکرد کاملاً متفاوت خواهد داد؟
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت