Zusammenfassung - Entwerfen von leistungsfähigen und thermisch machbaren Multi-Chiplet-Architekturen, ermöglicht durch nicht biegsame Glas-Interposern

Entwerfen von leistungsfähigen und thermisch machbaren Multi-Chiplet-Architekturen, ermöglicht durch nicht biegsame Glas-Interposern

2025-07-24 02:26:08

{"Harsh Sharma","Janardhan Rao Doppa","Umit Y. Ogras","Partha Pratim Pande"}

{cs.AR}

Dieses Papier untersucht den Entwurf von leistungsfähigen und thermisch machbaren Multi-Chiplet-Architekturen unter Verwendung von nicht biegsamen Glas-Interposern. Während Glas-Interposern eine überlegene elektrische Leistung und niedrigere Fertigungskosten im Vergleich zu traditionellen Silizium-Interposern bieten, stellen sie auch Herausforderungen im Bereich der thermischen Verwaltung und der Verformung dar. Die Autoren schlagen ein thermisch, Verformungs- und leistungsbewusstes Designrahmenwerk vor, das Architektur- und Verpackungs-Ko-Optimierung einsetzt. Dieses Rahmenwerk zerlegt die Oberflächen- und eingebetteten Chiplets, um widersprüchliche Designziele auszugleichen und optimale Kompromisse zwischen Leistung, Leistungsaufnahme und struktureller Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Kernaussagen: * **Vorteile von Glas-Interposern**: Überlegene elektrische Leistung, niedrigere Kapazität und reduzierte Crosstalk im Vergleich zu Silizium-Interposern. * **Herausforderungen**: Thermische Hotspots und Verformung, die sich mit zunehmender Systemgröße verstärken. * **Designrahmenwerk**: Ko-Optimierung von Architektur und Verpackung, um Leistung, Leistungsaufnahme und strukturelle Zuverlässigkeit auszugleichen. * **Chiplet-Zerlegung**: Verteilung der Chiplets zwischen Oberflächen- und eingebetteten Positionen basierend auf ihren thermischen und leistungsaufnehmenden Eigenschaften. * **Optimierungsansatz**: Bayes-Optimierung, um den großen Designbereich zu erkunden und widersprüchliche Ziele auszugleichen. * **Experimentelle Ergebnisse**: Demonstriert bis zu 64,7% leistungsmäßige Verbesserung und 40% leistungsaufnahmebedingte Reduktion im Vergleich zu traditionellen 2,5D-Systemen für tiefes neuronales Netzwerk-Arbeitslasten. Das vorgeschlagene Rahmenwerk löst die Herausforderungen, hochleistungsstarke und thermisch machbare Multi-Chiplet-Architekturen unter Verwendung von Glas-Interposern zu gestalten. Durch die Ko-Optimierung von Architektur und Verpackung sowie die Zerlegung der Chiplets wird das Rahmenwerk erhebliche Leistungsvorteile erzielt, während thermische und strukturelle Integrität beibehalten werden.