Nûçeyên Pîşesaziyê: GPU daxwaza waferên silîkonê zêde dike

Silîkon piştî oksîjenê duyemîn materyalê herî gelemperî li ser Erdê ye, û heftemîn materyalê herî gelemperî di gerdûnê de ye. Silîkon nîvconductor e, ango taybetmendiyên wê yên elektrîkê di navbera rêberan (wek sifir) û îzolatoran (wek cam) de hene. Mîqdarek piçûk ji atomên biyanî di avahiya silîkonê de dikare tevgera wê bi bingehîn biguherîne, ji ber vê yekê paqijiya silîkona asta nîvconductor divê bi awayekî ecêb bilind be. Paqijiya herî kêm a qebûlkirî ji bo silîkona asta elektronîkî %99.999999 e.

Ev tê vê wateyê ku ji bo her deh milyar atoman tenê yek atomek ne-silîkon tê destûr kirin. Ava vexwarinê ya baş rê dide 40 milyon molekulên ne-avê, ku 50 milyon carî ji silîkona asta nîvconductor kêmtir paqij e.

Hilberînerên waferên silîkonê yên vala divê silîkona paqijiya bilind veguherînin avahiyên krîstalên yekane yên bêkêmasî. Ev bi danîna krîstalek dayikê ya yekane di nav silîkona heliyayî de di germahiya guncaw de tê kirin. Gava ku krîstalên keç ên nû li dora krîstala dayikê dest bi mezinbûnê dikin, şileya silîkonê hêdî hêdî ji silîkona heliyayî çêdibe. Pêvajo hêdî ye û dibe ku hefteyekê bidome. Şileya silîkonê ya qedandî bi qasî 100 kîlogram giran e û dikare ji 3,000 waferan zêdetir çêbike.

Wafer bi karanîna têla elmasê ya pir nazik di perçeyên tenik de têne birîn. Rastbûna amûrên birrîna silîkonê pir zêde ye, û divê operator bi berdewamî werin şopandin, an na ew ê dest bi karanîna amûran bikin da ku tiştên bêaqil bi porê xwe bikin. Pêşgotina kurt a li ser hilberîna waferên silîkonê pir hêsankirî ye û bi tevahî beşdariyên jêhatîyan nas nake; lê tê hêvîkirin ku ew ji bo têgihîştinek kûrtir a karsaziya waferên silîkonê bingehek peyda bike.

Têkiliya peyda û daxwazê ​​​​ya waflên silîkonê

Bazara waferên silîkonê ji aliyê çar şîrketan ve tê serdestkirin. Ji bo demek dirêj, bazar di navbera peydakirin û daxwazê ​​de di nav hevsengiyek nazik de bû.
Kêmbûna firotina nîvconductoran di sala 2023an de bûye sedema ku bazar di rewşek zêde ya pêdiviyê de be, û ev yek bûye sedema ku stokên navxweyî û derveyî yên hilberînerên çîpan zêde bibin. Lêbelê, ev tenê rewşek demkî ye. Her ku bazar baş dibe, pîşesazî dê di demek nêzîk de vegere sînorê kapasîteyê û divê daxwaza zêde ya ku ji hêla şoreşa AI ve hatî çêkirin bicîh bîne. Veguhestina ji mîmariya kevneşopî ya li ser bingeha CPU-yê ber bi hesabkirina bilez dê bandorê li tevahiya pîşesaziyê bike, ji ber ku Lêbelê, ev dibe ku bandorê li beşên bi nirxa kêm ên pîşesaziya nîvconductor bike.

Mîmariyên Yekîneya Pêvajoya Grafîkê (GPU) hewceyê qada silîkonê ya bêtir in.

Her ku daxwaza performansê zêde dibe, hilberînerên GPU-yan divê hin sînorkirinên sêwiranê derbas bikin da ku ji GPU-yan performansek bilindtir bi dest bixin. Bê guman, mezinkirina çîpê yek ji rêyên bidestxistina performansek bilindtir e, ji ber ku elektron hez nakin ku di navbera çîpên cûda de mesafeyên dirêj bigerin, ku ev yek performansê sînordar dike. Lêbelê, sînorkirinek pratîkî heye ku çîpê mezin bike, ku wekî "sînorê retînê" tê zanîn.

Sînorê lîtografiyê behsa mezinahiya herî zêde ya çîpekê dike ku dikare di yek gavê de di makîneya lîtografiyê de ku di çêkirina nîvconductoran de tê bikar anîn were eşkerekirin. Ev sînorkirin ji hêla mezinahiya herî zêde ya qada magnetîkî ya alavên lîtografiyê ve, nemaze gav an skanerê ku di pêvajoya lîtografiyê de tê bikar anîn, tê destnîşankirin. Ji bo teknolojiya herî dawî, sînorê maskeyê bi gelemperî dora 858 mîlîmetreyên çargoşe ye. Ev sînorkirina mezinahîyê pir girîng e ji ber ku ew qada herî zêde ya ku dikare li ser waferê di yek eşkerekirinê de were nexşandin diyar dike. Ger wafer ji vê sînor mezintir be, ji bo ku wafer bi tevahî were nexşandin, gelek eşkerekirin dê hewce bibin, ku ji ber tevlihevî û pirsgirêkên hevrêzkirinê ji bo hilberîna girseyî ne pratîk e. GB200-a nû dê vê sînorkirinê bi hevberkirina du substratên çîpê bi sînorkirinên mezinahiya perçeyan di nav qatek silîkonê de derbas bike, substratek super-sînorkirî ya perçeyan ava bike ku du caran mezintir e. Sînorkirinên din ên performansê mîqdara bîranînê û dûrahiya wê bîranînê (ango bandfirehiya bîranînê) ne. Mîmariyên GPU-yên nû vê pirsgirêkê bi karanîna bîra bandfirehiya bilind a stacked (HBM) ku li ser heman navbeynkarê silîkonê bi du çîpên GPU-yê ve hatî saz kirin, derbas dikin. Ji perspektîfa silîkonê ve, pirsgirêka HBM ew e ku her perçeyek ji qada silîkonê du qat ji DRAM-a kevneşopî zêdetir e ji ber navrûya paralel a bilind ku ji bo bandfirehiya bilind hewce ye. HBM di heman demê de çîpek kontrola mantiqî di her stekê de entegre dike, qada silîkonê zêde dike. Hesabkirinek hişk nîşan dide ku qada silîkonê ya ku di mîmariya GPU-ya 2.5D de tê bikar anîn 2.5 heta 3 qat ji mîmariya kevneşopî ya 2.0D ye. Wekî ku berê jî hate gotin, heya ku şîrketên çêkirina madeyan ji bo vê guhertinê amade nebin, kapasîteya wafera silîkonê dibe ku dîsa pir teng bibe.

Kapasîteya pêşerojê ya bazara waferê silicon

Ya yekem ji sê qanûnên çêkirina nîvconductoran ew e ku dema ku herî kêm pere hebe, divê herî zêde pere were veberhênan. Ev ji ber xwezaya çerxî ya pîşesaziyê ye, û şîrketên nîvconductoran di şopandina vê qaîdeyê de zehmetiyan dikişînin. Wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin, piraniya hilberînerên waferên silîkonê bandora vê guhertinê nas kirine û di çend çaryekên borî de lêçûnên sermayeya xwe ya sê mehan hema hema sê qat zêde kirine. Tevî şert û mercên dijwar ên bazarê, ev hîn jî wisa ye. Ya ku hîn balkêştir e ev e ku ev meyl demek dirêj e berdewam dike. Şîrketên waferên silîkonê bi şens in an jî tiştekî dizanin ku yên din nizanin. Zincîra dabînkirina nîvconductoran makîneyek demê ye ku dikare pêşerojê pêşbînî bike. Pêşeroja we dibe ku rabirdûya kesekî din be. Her çend em her gav bersivên nabînin jî, em hema hema her gav pirsên hêja distînin.