3D集成技術(shù)達到迄今最高性能——每秒1.6兆字節

  ICC訊 日本研究人員報告稱(chēng)，他們設計出了一種新的集成處理器和存儲器的三維技術(shù)，實(shí)現了全世界最高的性能，為更快、更高效的計算鋪平了道路。這種創(chuàng )新的堆疊架構實(shí)現了比迄今最先進(jìn)的存儲器技術(shù)更高的數據帶寬，同時(shí)也最大限度地減少了訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)數據字節所需的能量。相關(guān)研究論文已經(jīng)提交近日召開(kāi)的IEEE 2023超大規模集成電路技術(shù)與電路研討會(huì )。

  為了增加數據帶寬，科學(xué)家們必須在處理單元和存儲器之間增加更多線(xiàn)路，或者提高數據的傳輸速率。第一種方法很難實(shí)現，因為上述組件之間的傳輸通常發(fā)生在二維中，這使得添加更多導線(xiàn)變得棘手。而增加數據速率需要增加每次訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)比特所需的能量，這也是一大挑戰。

  日本東京理工大學(xué)研究團隊提出了一種名為“BBCube 3D”的技術(shù)，該技術(shù)可以讓處理單元和動(dòng)態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）之間更好地集成。BBCube 3D最顯著(zhù)的方面是實(shí)現了處理單元和DRAM之間的三維而非二維連接。該團隊使用創(chuàng )新的堆疊結構，其中處理器管芯位于多層DRAM之上，所有組件通過(guò)硅通孔互連。

  團隊評估了新體系結構的速度，并將其與兩種最先進(jìn)的存儲器技術(shù)（DDR5和HBM2E）進(jìn)行了比較。研究人員稱(chēng)，BBCube 3D有可能實(shí)現每秒1.6兆字節的帶寬，比DDR5高30倍，比HBM2E高4倍。此外，由于BBCube具有低熱阻和低阻抗等特性，3D集成可能出現的熱管理和電源問(wèn)題可得到緩解，新技術(shù)在顯著(zhù)提高帶寬的同時(shí)，比特訪(fǎng)問(wèn)能量分別為DDR5和HBM2E的1/20和1/5。