Вместе с Ryzen 7 9800X3D (тест) компания AMD представила второе поколение технологии 3D V-Cache, в которой произошли важные изменения структуры. Благодаря этому Ryzen 7 9800X3D поддерживает более высокие тактовые частоты и менее критично реагирует на высокие нагрузки и температуры.
Во втором поколении AMD размещает чип SRAM под вычислительным тайлом CCD. На первый взгляд замена может показаться простой, но на самом деле структура подверглась значительным изменениям. В предыдущем поколении чип SRAM был заметно меньше CCD, а по краям добавляли компенсирующие заполнители. Теперь SRAM расположили снизу, размер кристалла превышает тайл CCD.
Профессиональный анализ чипов провёл Том Уоссик. По его данным, кристалл SRAM со всех сторон примерно на 50 мкм больше тайла CCD. При производстве SRAM и CCD шлифуют до толщины менее 10 мкм после формирования необходимых структур на кремниевой пластине. Шлифовка также открывает структуру TSV (сквозных соединений), которые соединяют чипы с помощью гибридного склеивания Hybrid Bonding. В этом процессе TSV CCD и контактные точки SRAM точно совмещают, а адгезия меди обеспечивает прочное соединение. Пайка при этом не требуется.
Расстояние между TSV составляет около 15 мкм, что лишь немного меньше по сравнению с предыдущим поколением 3D V-Cache, где оно равнялось 17 мкм.
* Иллюстрация демонстрирует структуру и показывает примерное расположение чипа SRAM, CCD и компенсирующего фиктивного кремния.
Из-за крайней тонкости чипов, менее 10 мкм, они остаются слишком хрупкими. Поэтому AMD добавляет фиктивный кремний с обеих сторон для стабилизации конструкции. Также используют слой BEOL (Back-End of Line) с металлическими соединениями для установки чипов на подложку. Общая толщина стека из SRAM и CCD, включая BEOL, составляет около 40-45 мкм. Вся конструкция на подложке достигает толщины 800 мкм, из которых 750 мкм занимает фиктивный кремний. Типичные значения толщины реальных чипов у AMD и Intel варьируются от 500 до 800 мкм.
Между SRAM, CCD и фиктивным кремнием располагают оксидные слои, которые выполняют функцию связующего материала, создавая единую стабильную конструкцию. Эти слои играют ключевую роль в теплопередаче, поэтому их количество и толщина должны оставаться минимальными. Связующий слой между фиктивным кремнием и чипами, вероятно, тоньше по сравнению со слоем между SRAM и CCD. Что позволило оптимизировать теплопередачу между слоями.
Том Уоссик планирует дальнейшие исследования с использованием сканирующего электронного микроскопа. Такой шаг позволит узнать больше о структуре чипов. В частности, будет интересно выяснить, где на чипе SRAM расположены блоки памяти, отвечающие за 64 МБ дополнительного кэша, и как организованы выводы от подложки к чипу.
Сотрудничество AMD и TSMC при разработке технологии 3D V-Cache опирается на обширные ресурсы TSMC по производству полупроводников и корпусировке. Для создания таких продуктов, как CCD с 3D V-Cache, требуется гораздо более глубокое взаимодействие между компаниями, чем обычно происходит в рамках контрактного производства.
В январе AMD представит новые модели X3D на базе ядер Zen 5: Ryzen 9 9950X3D с 16 ядрами и Ryzen 9 9900X3D с 12 ядрами. Пока неизвестно, улучшится ли ситуация с доступностью Ryzen 7 9800X3D к тому времени или останется напряжённой из-за появления новых моделей.
Обновление
Том Уоссик поделился новыми подробностями, которые стали известны благодаря исследованию с использованием сканирующей электронной микроскопии. По его данным, толщина чипа SRAM составляет всего 6 мкм, а CCD немного толще — 7,2 мкм. При этом кристалл SRAM включает 14 металлических слоёв, тогда как CCD содержит 18 слоёв.
Особое внимание привлекли сквозные связи TSV. AMD и TSMC, по всей видимости, использовали весь потенциал технологии SoIC, достигнув минимального расстояния между TSV в 10 мкм. Для сравнения, ранее этот показатель составлял 15 мкм. Эти достижения подчёркивают значительный прогресс в полупроводниковых технологиях.
Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору лучшего процессора Intel и AMD на текущий квартал. Оно поможет выбрать оптимальный CPU за свои деньги и не запутаться в ассортименте моделей на рынке.