引爆點(diǎn)是蘋果公司在3月9日凌晨推出的用于PC的M1 Ultral芯片，該芯片號(hào)稱是有史以來最強(qiáng)悍的芯片，但該芯片實(shí)現(xiàn)性能提升的途徑不是制造工藝的提升，而是在封裝環(huán)節(jié)將兩個(gè)M1 Max通過內(nèi)部互連而成。事實(shí)上，在M1 Ultral推出之前，一家叫做Graphcore的英國AI公司，也推出了新款A(yù)I處理器Bow IPU。這兩款新品采用同一種封裝技術(shù)——3D Wafer-on-Wafer提升性能，這項(xiàng)技術(shù)來自于中國臺(tái)灣的臺(tái)積電。
事實(shí)上，華為海思去年也曾經(jīng)被爆出“雙芯疊加技術(shù)”專利，通過芯片疊加并經(jīng)過系列優(yōu)化，讓14納米芯片可以比肩7納米芯片的性能水平。“X86雙雄”英特爾和AMD也曾經(jīng)推出過類似的產(chǎn)品，但當(dāng)時(shí)存在功耗和發(fā)熱等方面的缺陷。而蘋果M1 Ultral的推出并商用，似乎意味著通過“芯片疊加”在封裝環(huán)節(jié)大幅提升芯片性能的技術(shù)已趨成熟。“晶圓工藝和封裝工藝協(xié)同結(jié)合，是必然趨勢(shì)。”半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)芯謀研究的研究總監(jiān)王笑龍這樣告訴《中國經(jīng)營報(bào)》記者，“7納米已經(jīng)很先進(jìn)，而3D封裝也是提升這個(gè)產(chǎn)品綜合指標(biāo)的一個(gè)重要手段。”
而接受記者采訪的多位業(yè)內(nèi)分析人士均指出，隨著芯片制造工藝越來越逼近物理極限，摩爾定律逐漸失效，依靠更先進(jìn)的工藝來提升芯片性能將變得越來越困難，而3D等先進(jìn)封裝技術(shù)對(duì)延續(xù)摩爾定律愈發(fā)重要。“這個(gè)(Bow IPU)證明了先進(jìn)封裝可以為性能帶來可觀提升，先進(jìn)封裝技術(shù)，是大家探索超越摩爾定律的路徑之一。”Graphcore大中華區(qū)總裁兼全球首席營收官盧濤表示。
作為全球第一款3D封裝的處理器，Bow IPU采用了臺(tái)積電SoIC-WoW技術(shù)，該技術(shù)以類似于3D NAND閃存多層堆疊那樣，將兩層die(裸片)以鏡像方式垂直堆疊起來，以更先進(jìn)的封裝技術(shù)提升芯片性能。需要指出的是，這是一種用于硅晶圓的3D堆疊形式，使得單個(gè)封裝芯片中的晶體管數(shù)突破了600億個(gè)大關(guān)。此外，Bow IPU的理論AI算力也從250 TeraFLOPS(每秒萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算)提升到了350 TeraFLOPS。據(jù)Graphcore介紹，總體而言，第三代IPU相對(duì)于上一代性能提高40%，能耗比實(shí)現(xiàn)了16%的提升。
在當(dāng)前的科技發(fā)展過程當(dāng)中，為了能夠取得更大的突破，人們必須不停地去研發(fā)和改進(jìn)更好的設(shè)備，有時(shí)候一個(gè)很小的零件就可能會(huì)難倒許多人。對(duì)于世界上很多國家來說，芯片的存在和技術(shù)都是非常重要的，很多電子設(shè)備都離不開芯片，并且芯片技術(shù)也會(huì)直接影響到最終產(chǎn)品的更新進(jìn)度。最新消息稱：“3D封裝”芯片即將問世?具體情況如何呢
最近這兩年受到各種因素影響，芯片也變得有些稀缺，這就導(dǎo)致很多行業(yè)的發(fā)展都因此受阻，而一說到芯片，相信就會(huì)有很多人想到臺(tái)積電，畢竟這也是一家晶圓代工龍頭企業(yè)，他們掌握著很多生產(chǎn)制造芯片的技術(shù)，同時(shí)也是全球范圍內(nèi)最早開始生產(chǎn)7nm工藝芯片的廠商。從2018年開始他們生產(chǎn)的芯片數(shù)量也達(dá)到了10億以上，而他們的芯片也銷往了全球多個(gè)國家和地區(qū)。
實(shí)際上臺(tái)積電7nm的工藝不僅成功地讓AMD再一次翻身，就連Intel這樣的國際級(jí)別大企業(yè)都開始找到他們來代工了，而就在不久之前他們直接就突破了7nm工藝的極限，成功地研制出了第一顆3D封裝的600億顆晶體管的芯片。雖然說臺(tái)積電已經(jīng)開始量產(chǎn)5nm工藝的芯片了，但7nm工藝的依舊十分重要。
而身為全世界第一款使用了3D WOW技術(shù)的芯片的芯片，也成功地證明了在提升芯片性能的時(shí)候未必要說去升級(jí)制造的技術(shù)和工藝，在封裝技術(shù)上進(jìn)行升級(jí)和改造同樣可以達(dá)到很好的效果。也就在前一段時(shí)間英國的AI芯片公司Graphcore，就發(fā)布了新一代的Bow IPU，經(jīng)過測(cè)試的數(shù)據(jù)我們就能知道這款Bow IPU的性能比之前的提升了40%，Bow IPU取得突破的原因就是7nm工藝的改進(jìn)。
本周四，總部位于英國的AI芯片公司Graphcore發(fā)布了新一代IPU產(chǎn)品Bow，這是其第三代IPU系統(tǒng)，發(fā)布即面向客戶發(fā)貨。與上一代IPU相比，Bow IPU性能提升40% ，能耗比提升了16%，電源效率也提升16%。
值得注意的是，這一次Bow IPU的性能提升并非主要依賴采用更先進(jìn)的制程，Bow IPU采用了和上一代IPU相同的臺(tái)積電 7nm，通過采用和臺(tái)積電共同開發(fā)的先進(jìn)硅晶圓堆疊技術(shù)(3D Wafer-on-Wafer)達(dá)到性能和能耗比的提升。
Bow作為世界首款3D WoW處理器，證明了芯片性能提升的范式從先進(jìn)制程向先進(jìn)封裝轉(zhuǎn)移的可行性。
2016年，Graphcore成立并開創(chuàng)了全新類型處理器架構(gòu)IPU，因其在架構(gòu)上的創(chuàng)新曾被英國半導(dǎo)體之父Hermann Hauser稱之為是計(jì)算機(jī)歷史上的第三次革命。
經(jīng)歷6年時(shí)間的發(fā)展，Graphcore的IPU逐漸在在金融、醫(yī)療、電信、機(jī)器人、云和互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域取得成效。本周四，Graphcore又推出了第三代產(chǎn)品Bow IPU。
據(jù)Graphcore介紹，第三代IPU相對(duì)于上一代M2000，性能提高40%，每瓦性能提升16%，即能耗比實(shí)現(xiàn)16%的提升。不過，AI芯片的真實(shí)性能還需要放在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中討論。為此，Graphcore也給出了在不同垂直領(lǐng)域中Bow的性能表現(xiàn)。
在圖像方面，無論是典型的CNN網(wǎng)絡(luò)，還是近期比較熱門的Vision Transformer網(wǎng)絡(luò)，以及深層次的文本到圖片的網(wǎng)絡(luò)，與上一代產(chǎn)品相比，Bow IPU都有30%到40%的性能提升，在EfficientNet-B4這一項(xiàng)中，接近理論上限值。
BERT訓(xùn)練模型是自然語言方面的經(jīng)典模型，基于BERT，OpenAI提出了GPT-1、GPT-2、GPT-3等縱向擴(kuò)展或橫向擴(kuò)展，通過更深的網(wǎng)絡(luò)層次和更寬的網(wǎng)絡(luò)寬度讓模型的性能和精度進(jìn)一步提高。“我們可以看到，這些模型在我們最新的硬件形態(tài)上都有很大的性能提升。”Graphcore中國工程副總裁、AI算法科學(xué)家金琛介紹道。
