Clé à emporter
- Une révolution croissante dans le conditionnement des puces assemble les composants pour une plus grande puissance.
- Les nouvelles puces M1 Ultra d'Apple relient deux puces M1 Max avec 10 000 fils qui transportent 2,5 téraoctets de données par seconde.
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Apple affirme que la nouvelle puce est également plus efficace que ses concurrents.
La façon dont une puce informatique est fusionnée avec d'autres composants peut entraîner d'importants gains de performances.
Les nouvelles puces M1 Ultra d'Apple utilisent des avancées dans une sorte de fabrication de puces appelée "packaging". L'UltraFusion de la société, le nom de sa technologie d'emballage, relie deux puces M1 Max avec 10 000 fils pouvant en transporter 2.5 téraoctets de données par seconde. Le processus fait partie d'une révolution croissante dans l'emballage des puces.
"L'emballage avancé est un domaine important et émergent de la microélectronique", a déclaré Janos Veres, directeur de l'ingénierie chez NextFlex, un consortium qui travaille à faire progresser la fabrication d'électronique flexible imprimée, à Lifewire dans une interview par e-mail. "Il s'agit généralement d'intégrer différents composants au niveau de la puce tels que des "chiplets" analogiques, numériques ou même optoélectroniques dans un boîtier complexe."
Un sandwich aux frites
Apple a construit sa nouvelle puce M1 Ultra en combinant deux puces M1 Max à l'aide d'UltraFusion, sa méthode d'emballage sur mesure.
Habituellement, les fabricants de puces améliorent les performances en connectant deux puces via une carte mère, ce qui entraîne généralement des compromis importants, notamment une latence accrue, une bande passante réduite et une consommation d'énergie accrue. Apple a adopté une approche différente avec UltraFusion qui utilise un interposeur en silicium qui connecte les puces sur plus de 10 000 signaux, offrant une augmentation de 2.5 To/s de bande passante interprocesseur à faible latence.
Cette technique permet au M1 Ultra de se comporter et d'être reconnu par le logiciel comme une seule puce, de sorte que les développeurs n'ont pas besoin de réécrire le code pour profiter de ses performances.
"En connectant deux matrices M1 Max à notre architecture d'emballage UltraFusion, nous sommes en mesure de faire évoluer le silicium Apple vers de nouveaux sommets sans précédent", a déclaré Johny Srouji, vice-président senior des technologies matérielles d'Apple, dans un communiqué de presse. "Avec son processeur puissant, son GPU massif, son incroyable Neural Engine, son accélération matérielle ProRes et son énorme quantité de mémoire unifiée, M1 Ultra complète la famille M1 en tant que puce la plus puissante et la plus performante au monde pour un ordinateur personnel."
Grâce à la nouvelle conception de l'emballage, le M1 Ultra dispose d'un processeur à 20 cœurs avec 16 cœurs hautes performances et quatre cœurs à haut rendement. Apple affirme que la puce offre des performances multithread 90% supérieures à celles de la puce de bureau PC à 16 cœurs la plus rapide disponible dans la même enveloppe de puissance.
La nouvelle puce est également plus efficace que ses concurrentes, affirme Apple. Le M1 Ultra atteint les performances maximales de la puce PC en utilisant 100 watts de moins, ce qui signifie que moins d'énergie est consommée et que les ventilateurs fonctionnent silencieusement, même avec des applications exigeantes.
Le pouvoir du nombre
Apple n'est pas la seule entreprise à explorer de nouvelles façons d'emballer les puces. AMD a dévoilé au Computex 2021 une technologie de packaging qui empile de petites puces les unes sur les autres, appelée packaging 3D. Les premières puces utilisant la technologie seront les puces PC de jeu Ryzen 7 5800X3D attendues plus tard cette année. L'approche d'AMD, appelée 3D V-Cache, lie des puces de mémoire à haute vitesse dans un complexe de processeurs pour une augmentation des performances de 15 %.
Les innovations dans le conditionnement des puces pourraient conduire à de nouveaux types de gadgets plus plats et plus flexibles que ceux actuellement disponibles. Un domaine qui progresse est celui des cartes de circuits imprimés (PCB), a déclaré Veres. L'intersection de l'emballage avancé et du PCB avancé pourrait conduire à des PCB "System Level Packaging" avec des composants intégrés, éliminant les composants discrets comme les résistances et les condensateurs.
Les nouvelles techniques de fabrication de puces conduiront à "l'électronique plate, l'électronique origami et l'électronique qui peut être écrasée et émiettée", a déclaré Veres. "Le but ultime sera d'éliminer complètement la distinction entre boîtier, circuit imprimé et système."
Les nouvelles techniques d'emballage de puces collent ensemble différents composants semi-conducteurs avec des parties passives, a déclaré Tobias Gotschke, chef de projet senior New Venture chez SCHOTT, qui fabrique des composants de circuits imprimés, dans une interview par e-mail avec Lifewire. Cette approche peut réduire la taille du système, augmenter les performances, gérer des charges thermiques importantes et réduire les coûts.
SCHOTT vend des matériaux qui permettent la fabrication de circuits imprimés en verre. "Cela permettra des boîtiers plus puissants avec un rendement plus élevé et des tolérances de fabrication plus strictes et se traduira par des puces plus petites et respectueuses de l'environnement avec une consommation d'énergie réduite", a déclaré Gotschke.
