1. Hardwareluxx
  2. >
  3. News
  4. >
  5. Hardware
  6. >
  7. Prozessoren
  8. >
  9. AMD forscht an aktivem Interposer als EMIB-Gegenstück

AMD forscht an aktivem Interposer als EMIB-Gegenstück

Veröffentlicht am: von

amd logoGroße monolithische Chips sind aufgrund der komplizierten Fertigung zunehmend ein Problem für die Hersteller. AMD hat seine Zen-Architektur auf einzelne Zeppelin-Dies ausgelegt, die einfach mehrfach verwendet werden können -  ein Die für die Ryzen-Prozessoren, zwei und bald vier aktive Dies für Ryzen Threadripper und vier Dies für die EPYC-Prozessoren.

Intel hat mit der Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) eine Technik in der Fertigung von Chips entwickelt, bei der sich mehrere Dies unterschiedlicher Fertigung und Anbindung miteinander kombinieren lassen. Zum Einsatz kommt diese unter anderem bei den Stratix-FPGAs und auch den Core-Prozessoren mit Radeon-RX-Vega-M-Grafik.

Mit der Fiji-GPU (AMD Radeon R9 Fury X) setzte AMD erstmals auf einen Interposer. Dabei handelt es sich um ein Halbleitermaterial, durch das die Verbindungen zwischen GPU und damals High Bandwidth der ersten Generation hergestellt wurden. Wie ein Interposer funktioniert, haben wir vor einiger Zeit ausführlich beschrieben. Ein Interposer ist ein passives Bauteil, dennoch recht komplex zu fertigen, da die Ausbeute für solch große Bauteile ein entscheidender Kostenfaktor ist und der Interposer für Fiji- und auch Vega-GPU recht groß ist – und dementsprechend teuer.

AMD arbeitet an aktivem Interposer

Doch offenbar arbeitet AMD an einer Technologie für einen aktiven Interposer. AMDs Ambitionen im Multi-Chip-Module (MCM) oder Multi-Chip-Design für Prozessoren und auch GPUs dürfte offensichtlich sein. Auch NVIDIA forscht offenbar an GPUs bestehend aus mehreren Dies. Für AMD wird eine solche Lösung im Rahmen der nächsten GPU-Generation Navi derzeit diskutiert und wir haben uns diesen Ansatz bereits genauer angeschaut.

Das Papier mit dem Namen „Cost-Effective Design of Scalable High-Performance Systems Using Active and Passive Interposers" (PDF) beschäftigt sich mit den Vorteilen eines aktiven Interposers, der nicht mehr nur Stumpf Signale von A nach B leiten kann, sondern der auch aktive Elemente wie Network-on-Chip (NoC) enthalten kann. Ein solches NoC ermöglicht eine effizientere Signalweitergabe und verringert die Latenzen. Die EMIB-Technologie von Intel kann auch als aktiver Interposer bezeichnet werden, denn EMIB ermöglicht in Teilen das, was AMD für einen aktiven Interposer vorsieht. Doch ein aktiver Interposer hat auch Nachteile und das wären vor allem die Kosten, bzw. die Ausbeute bei der Fertigung.

Der Unterschied zwischen einem passive und aktiven Interposer ist recht einfach festzuhalten. In einem aktiven Interposer werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu jedem einzelnen Chiplet gemacht, die miteinander kommunizieren sollen. Soll eine potenzielle GPU mit zwei Dies mit vier HBM2-Speicherchips kommunizieren, müssen bei einem gemeinsamen Speicherzugriff für jede GPU viermal 1.024 Verbindungen für das Speicherinterface hergestellt werden. 

Ein aktiver Interposer verwendet sogenannte Router. Für die GPU aus zwei Dies mit vier HBM2-Speicherchips bedeutet dies: Jeder der HBM2-Speicherchips und die beiden GPUs verbinden in den Interposer, wo dann eine Komponente des NoC die Datenverbindungen entsprechend routet. Repeater in den Verbindungen können die Signale aufbereiten, was bei langen Verbindungen in einem passiven Interposer durch Electrostatic Discharge (ESD) zu einem Problem werden kann. Die Bitrate sinkt mit zunehmender Länge der Verbindung – der aktive Interposer kann hier entgegenwirken.

Ein großes Problem des aktiven Interposer ist die Ausbeute in der Fertigung. Während bei einem passiven Interposer defekte Bereiche schon recht häufig vorkommen, diese aber umgangen werden können, ist die Fehlertoleranz für einen aktiven Interposer noch einmal geringer. Sind die aktiven Elemente durch einen Fertigungsfehler betroffen, können diese nicht einfach umgangen werden. Das Problem soll hier durch eine Redundanz umgangen werden. Man fertigt also größere Router im Interposer und versieht den Bus mit zusätzlichen Verbindungen, damit bei einem Ausfall einzelner Verbindungen in der Anbindung der Chips einfach die redundanten Verbindungen verwendet werden können.

Aktive Interposer können die Latenzen von Datenverbindungen signifikant reduzieren und die Bandbreite erhöhen. Allerdings ist dies mit höheren Kosten verbunden. Durch das Multi-Chip-Design der Prozessoren konnte AMD die Ausbeute unter Verwendung des Zeppelin-Dies deutlich erhöhen, da einfach je nach Funktionsgrad des Zeppelin-Dies dieser auf dem jeweiligen Prozessor eingesetzt wird.

Zukünftige Chip-Designs könnten aber durchaus eine aktiven Interposer vorsehen, wenn das Verhältnis zwischen Leistungsgewinn und der höheren Kosten denn stimmt und für sinnvoll erachtet wird.

Welche ist die beste CPU?

Unsere Kaufberatung zu den aktuellen Intel- und AMD-Prozessoren hilft dabei, die Übersicht nicht zu verlieren. Dort zeigen wir, welche Prozessoren aktuell die beste Wahl darstellen - egal, ob es um die reine Leistungsfähigkeit oder das Preis-Leistungs-Verhältnis geht.


Social Links

Das könnte Sie auch interessieren:

  • Der König ist bezwungen: AMD Ryzen 9 5900X und Ryzen 5 5600X im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/AMD_RYZEN_9_5900X_5600X_REVIEW-TEASER

    Seit heute sind die ersten Ableger der neuen Ryzen-5000-Familie erhältlich. Mit ihnen will AMD die letzte Intel-Bastion zu Fall bringen und endlich auch bei der Spieleleistung wieder ganz vorne mitspielen, nachdem man dem Konkurrenten mit seinen Matisse-Ablegern in Sachen Preis und... [mehr]

  • Generations-Nachzügler: AMD Ryzen 9 5950X und Ryzen 7 5800X im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/AMD_RYZEN_9_5950X_5800X-TEASER

    Wie angekündigt hat uns AMD pünktlich zum gestrigen Marktstart der ersten vier Ryzen-5000-Modelle inzwischen auch mit den noch fehlenden zwei Modellvarianten versorgt. Wir komplettieren die Testreihen daher nun um das Topmodell mit 16 Kernen, den AMD Ryzen 9 5950X, und um den AMD Ryzen 7 5800X... [mehr]

  • Prozessor non grata: Rocket Lake-S als Core i7-11700K im Vorab-Test (Update)

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/COREI7-11700K

    Gut einen Monat vor dem offiziell geplanten Verkaufsstart konnte jeder Nutzer bereits den Core i7-11700K erstehen. Mindfactory verkaufte den Prozessor tagelang und jeder der wollte, konnte diesen auch bestellen. Auch wir haben die Gelegenheit ergriffen und präsentieren bereits heute einen... [mehr]

  • Günstiger 10-Kern-Einstieg: Intel Core i9-10850K im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/INTEL-CML-S

    Ende Juli stellte Intel in einem kleinen, zweiten Schwung einige weitere neue Modelle an Comet-Lake-S-Prozessoren vor. Die wichtigste Neuvorstellung ist dabei sicherlich der Core i9-10850K, der sich knapp unter dem Core i9-10900K aufstellt. Zehn Kerne, etwas niedrigere Taktraten, dafür ein um... [mehr]

  • Refresh-Nachzügler: AMD Ryzen 7 3800XT und Ryzen 5 3600XT im Test

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/AMD_MATISSE_REFRESH_TRIPLE-TEASER

    Wenige Tage nach unserem Test zum AMD Ryzen 9 3900XT versorgte uns die Chipschmiede mit den beiden kleineren Serienvertretern der Matisse-Refresh-Generation, die dank zahlreicher Verbesserungen im Fertigungsprozess und etwas höherer Taktraten die Effizienz gegenüber den bestehenden Modellen... [mehr]

  • Zen 2 optimiert: So funktioniert der ClockTuner for Ryzen (Update)

    Logo von IMAGES/STORIES/2017/CTR

    Bereits vor einigen Wochen wurde der ClockTuner for Ryzen (CTR) angekündigt. Ab heute ist er nun für Jedermann verfügbar und kann ausprobiert werden. 1usmus, der Entwickler hinter dem DRAM Calculator for Ryzen, hat auch den ClockTuner for Ryzen entwickelt. Durch einen Custom... [mehr]