AMD는 Hot Chips 33에서 3D 패키징 기술에 대해 자세히 설명합니다.

AMD는 Hot Chips 33에서 3D 패키징 기술 계획을 자세히 설명합니다.

Computex 2021에서 AMD는 처음으로 3D 칩렛 기술을 공개했지만 이는 AMD의 3D 패키징 혁명의 시작일 뿐입니다. AMD의 3D 칩렛 기술은 먼저 회사의 Zen 3 프로세서에 더 많은 L3 캐시를 추가하는 데 사용되지만 3D 패키징 기술의 잠재력은 사실상 무한하며 반도체 산업을 발전시키는 데 도움이 될 주요 동인이 될 것입니다. 

칩렛 패키징 기술과 관련하여 3차원 칩 설계에 대한 획일적인 접근 방식은 없습니다. 미래 프로세서의 중요한 측면은 설계자가 이러한 기술을 조합하여 가장 성능이 좋고 전력 효율적이며 비용 효율적인 솔루션을 만드는 방법이 될 것입니다. 

기술에 대해 논의하면서 AMD의 Raja Swaminathan은 3D 패키징의 설계 과제를 Power, Performance, Area 및 Cost를 의미하는 "PPAC"이라고 불렀습니다. 어떤 경우에는 이상적인 포장 솔루션이 비용상의 이유로 주류 제품에 비해 너무 비쌀 수 있습니다. 또는 일부 기술의 높은 비용은 성능 및 전력 효율성 이점으로 인해 가치가 있을 수 있습니다.  

 

시간이 지나면 AMD는 더 복잡한 3D 패키징 기술을 활용하여 미래의 CPU와 GPU를 만들 계획입니다. 이러한 기술이 활용됨에 따라 미래 프로세서의 디자인은 근본적으로 바뀔 것입니다. 지금까지는 단일 칩 SOC가 보편화되었지만 향후 10년 동안 단일 칩 솔루션은 하이엔드 PC 시장에서 표준이 아닌 예외가 될 것입니다. 

AMD는 기존 3D 패키징 기술이 다이-온-다이 스태킹을 가능하게 하여 AMD가 Ryzen 5000 시리즈 프로세서에 추가 L3 캐시를 쌓을 수 있도록 한다고 강조했습니다. 이를 통해 AMD는 64MB의 L3 캐시를 Ryzen 5000 시리즈 컴퓨팅 칩렛에 추가하여 사용 가능한 L3 캐시를 3배로 늘릴 수 있습니다. 이 L3 캐시를 AMD의 Zen 3 프로세서에 연결하는 하이브리드 본딩 기술은 9미크론의 피치로 Intel의 10미크론 Foveros Direct 기술보다 밀도가 높습니다. 

 

3D 패키징 기술이 향상됨에 따라 CPU 제조업체는 업계를 변화시킬 새로운 설계 옵션을 받게 됩니다. AMD는 현재 CPU 다이 위에 더 많은 캐시를 배치하고 있지만 이 기술의 미래는 CPU의 DRAM, CPU 코어의 코어 및 훨씬 더 복잡한 솔루션을 가능하게 할 것입니다. 

시간이 지나면 CPU 코어의 일부 디자인 요소가 다른 요소 위에 놓일 것입니다. 이 회로 분할을 통해 코어의 더 뜨거운 요소를 더 차가운 요소 위에 배치하는 동시에 프로세서의 PCB 풋프린트를 크게 줄일 수 있습니다. 이러한 솔루션은 3D 칩 설계의 잠재적인 열적 단점을 낮추면서 컴퓨팅 밀도를 극적으로 증가시킬 것입니다.

3D 패키징은 고성능 프로세서가 설계되는 방식을 근본적으로 바꿀 것이며 이러한 기술의 올바른 활용은 향후 10년 동안 어떤 반도체 회사가 성공할지를 결정짓습니다. 

 

여기서 분명히 합시다. 앞으로 몇 년 동안 3D 프로세서 설계와 최신 패키징 기술의 이점에 대해 더 많이 듣게 될 것입니다. AMD의 혁신적인 3D V-Cache는 AMD의 계획된 3D 칩렛 혁명의 시작일 뿐이며 다른 회사에서도 유사한 기술에 투자할 것으로 예상해야 합니다. 

인텔은 이미 Foveros 및 EMIB 상호 연결 기술을 보유하고 있으며 파운드리 비즈니스를 성장시키고 x86 프로세서 및 기타 고급 반도체 제품을 계속해서 생산함에 따라 3D 패키징 기술에 더 많은 투자를 할 것으로 기대할 수 있습니다. 

AMD의 3D Chiplet 기술은 Micro Bump 3D와 비교할 때 상호 연결 효율성이 3배 증가하고 상호 연결 밀도가 15배 증가하는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 변경은 AMD에 더 높은 수준의 신호 무결성을 부여하고 상호 연결에서 발생하는 전력 손실을 낮춥니다.