中國正在研發(fā)一款芯片，其尺寸相當于整個硅晶圓，以規(guī)避美國對超級計算機和人工智能的制裁
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中國科學家一直在研發(fā)一款整個硅晶圓大小的計算機處理器，以規(guī)避美國的制裁 該團隊研發(fā)的Big Chip利用硅晶圓尺寸的集成來規(guī)避光刻機的區(qū)域限制
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202401/454929.htm一塊由整個硅晶圓構建的大型集成電路可能是中國計算機科學家一直在尋找的解決方案，因為他們設法繞過美國的制裁，同時提高處理器的性能。 由于受到美國實施的限制，中國科學家在開發(fā)超級計算機和人工智能等方面不得不尋找新的解決方案，因為他們無法獲得新型先進芯片。 最新的創(chuàng)新是一款處理器，早期版本名為“浙江”，由中國科學院計算技術研究所的一支團隊開發(fā)，由副教授許浩博和教授孫寧輝領導。他們的研究成果于12月29日在同行評審的期刊《基礎研究》上發(fā)表。
浙江處理器覆蓋的面積達數(shù)千平方毫米，由16個芯片塊組成，總共有256個核心。研究人員還透露，它有擴展到100個芯片塊的潛力，相當于總共1600個核心。
研究人員表示，該芯片可用于高性能計算（HPC），并提升下一代人工智能的培訓。 “隨著摩爾定律的結束，通過晶體管縮放來實現(xiàn)高性能芯片的難度越來越大。為了提高性能，增加芯片面積以集成更多晶體管已成為一種必要的方法，”該論文的第一作者、ICT教授韓銀和寫道。
摩爾定律指出，集成電路中的晶體管數(shù)量大約每兩年翻一番。
為了設計一個面積更大的芯片，突破成本、產(chǎn)量和光刻技術的限制，該團隊提出了一種新的芯片形式，被命名為“Big Chip”。
Big Chip指的是一個大于最先進的光刻機的面積限制的芯片。
它具有兩個主要特點。首先，Big Chip非常大。由于其尺寸，它可以擁有比使用現(xiàn)有技術制造的常規(guī)單一芯片更多的微小電子部件或晶體管。
其次，Big Chip具有多個功能塊，使用幾種新興的半導體制造技術將預制塊集成到Big Chip中。
由于Big Chips包含更多的核心，核心之間的通信將影響它們的協(xié)同性，因此芯片的架構設計對性能有重要影響。
“它采用可擴展的基于瓷磚的體系結構。處理器由16個芯片塊組成。在每個芯片塊中，有16個CPU處理器通過內置網(wǎng)絡連接。每個瓷磚都與其他瓷磚對稱相連，以實現(xiàn)多個芯片塊之間的通信，”韓銀和在論文中寫道。
“此外，該處理器采用統(tǒng)一的內存系統(tǒng)，這意味著任何瓷磚上的任何核心都可以直接訪問整個處理器的內存?！?/p>
芯片塊使用一種特殊系統(tǒng)連接，使它們能夠依次共享通信路徑。這種方法減少了所需的電線和連接的數(shù)量，使整體設計更簡單。
論文概述了浙江芯片的架構，但ICT網(wǎng)站沒有提供照片或官方發(fā)布。
由于西方對購買先進工具的限制，中國預計將繼續(xù)投資成熟工藝節(jié)點。照片：Shutterstock Images 美國人工智能公司Cerebras System也使用WSI構建面積高達46,225平方毫米的芯片。他們在2019年實施了Wafer-Scale Engine-1（WSE-1），并于2021年實施了Wafer-Scale Engine-2。
包含WSE-1的完整系統(tǒng)于2020年售給匹茲堡超級計算機中心和美國國家科學基金會，用于建造人工智能超級計算機Neocortex。價格約為數(shù)百萬美元。
然而，Big Chips并非沒有挑戰(zhàn)。
盡管它們可以實現(xiàn)強大的計算能力，但仍然面臨產(chǎn)量、冷卻和性能問題。
“制造大芯片是復雜的，由于許多影響因素，很難始終做到完美。雖然有改進的方法，但它們可能很昂貴，”韓銀和在論文中寫道。
“Big Chips產(chǎn)生大量熱量，因此擁有良好的冷卻系統(tǒng)和使用更少電力的設計至關重要。在Big Chip設計中實施任務映射和設計空間探索也具有挑戰(zhàn)性?！?/p>
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