A ideia do chiplet não é uma novidade, é algo que já anda na indústria há várias décadas. Porém, historicamente com aplicações mais especializadas, e por isso mesmo, muito mais simples de desenvolver e implementar.
Dito isto, num mundo que está sempre a pedir mais performance, a realidade é que o chiplet pode muito bem ser a solução para a grande maior dos problemas da indústria. É exatamente por isso que a grande maioria das fabricantes de chips está a abraçar esta tecnologia para dar vida a mais inovação no mercado.
Chiplets são o futuro da tecnologia. Mas sabe porquê?
Portanto, antes de mais nada, é preciso perceber o que é um chiplet.
Assim, de forma muito resumida, são processadores segmentados. Ou seja, em vez de meter tudo dentro de um único chip (monolítico), é tudo separado em chips deiferentes, que são posteriormente montados num único “pacote”, utilizando um sistema complexo de comunicação para que todos os pequenos chips consigam falar uns com os outros a altas velocidades.
Desta forma, é possível dividir para conquistar, e assim conseguir níveis de performance mais elevados a um preço mais baixo. Por exemplo, algo que a AMD anda a fazer há várias gerações, é a utilização do processo mais poderoso da indústria na parte do chiplet que mais impacto tem na performance, enquanto usa processos mais baratos para as restantes partes do seu processador.
Mais concretamente, esta forma de fazer coisas permite que os componentes que podem beneficiar dos mais recentes métodos de produção sejam reduzidos em tamanho, melhorando a performance térmica e eficiência de todo o pacote. Isto ao mesmo tempo em que é possível encaixar ainda mais componentes, ou melhorar a performance de outras partes.
Pode parecer complexo, mas esta é uma forma mais simples e barata de produzir um processador de alta performance. Especialmente porque ao dividir um único chip em vários chips mais pequenos, também é mais fácil evitar defeitos.
- Nota: Em vez de deitar o processador todo para o lixo, vai apenas o componente com defeito. O que é importante, porque os processos de produção estão de facto cada vez mais caros.
Para perceber a grande diferença, podemos olhar para a imagem em baixo com produtos da AMD.
No lado esquerdo temos um Ryzen 2600 (Zen+), enquanto no lado direito temos um Ryzen 3600 (Zen 2).
No lado esquerdo temos 8 núcleos de processamento, porém, com 2 inativos para este modelo em particular. Entretanto, no lado direito temos os mesmos núcleos, porém, divididos dos restantes componentes. Ou seja, temos os núcleos em cima com a memória cache, e em baixo os controladores e I/O.
É uma imagem muito importante, porque estes dois processdores são compatíveis com as mesmas exatas motherboards. Porém, o mais recente mostra uma técnica de produção mais inteligente, mais eficiente, e muito mais barata.
Afinal, o chip Zen+ tem uma área de 213 mm² e utiliza um processo de 12nm. Isto enquanto o processador Zen 2 utiliza dois chips, um com 125 mm² (12nm) e outro com 73 mm² (7nm).
Talvez mais importante que o espaço em si, é o facto de existirem núcleos mais poderosos, o dobro da memória cache, memória mais rápida, e suporte a padrões mais recentes. Aliás, dentro deste processador, é possível meter um outro CCD com mais 8 núcleos, sendo exatamente por isso que a AMD ofereceu processadores com 16 núcleos e 32 threads nesta geração.
Porquê todo este esforço?
É simples, para continuar a oferecer mais performance, existem apenas dois caminhos.
- Aumentar o número de transístores,
- Aumentar as frequência dos componentes.
Dito isto, meter mais transístores dentro do mesmo espaço físico está cada vez mais difícil e mais caro, sendo exatamente por isso que ninguém quer (ainda) tocar no processo de 2nm da TSMC.
Entretanto, no lado da frequência, o processador mais poderoso da atual geração chega “apenas” aos 5.7 GHz. Isto porque além de performance, é também preciso assegurar que a temperatura e consumo de energia não é exagerado.
Por isso, de forma a dar a volta à situação, e em vez de esperar pelos limites físicos (Lei de Moore já não é o que era), as grandes empresas do mundo dos processadores estão a adotar a tecnologia chiplet. Ao mesmo tempo também exploram formas inovadoras de combinar componentes modulares para sustentar a criação de processadores cada vez mais potentes.
É assim muito provável que, num futuro próximo, existam unidades de processamento gigantescas. Porém, todas elas compostas por dezenas ou até centenas de pequenos chips, lado-a-lado ou uns em cima dos outros.
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