推進(jìn)利用TSV(硅通孔)的三維層疊型新一代
2012年5月8日，推進(jìn)利用TSV(硅通孔)的三維層疊型新一代DRAM“Hybrid Memory Cube(HMC)”普及的Hybrid Memory Cube Consortium(HMCC)宣布，軟件行業(yè)巨頭美國(guó)微軟已加盟該協(xié)會(huì)。
HMC是采用三維構(gòu)造，在邏輯芯片上沿垂直方向疊加多個(gè)DRAM芯片，然后通過(guò)TSV連接布線的技術(shù)。HMC的最大特征是與既有的DRAM相比，性能可以得到極大的提升。提升的原因有二，一是芯片間的布線距離能夠從半導(dǎo)體封裝平攤在主板上的傳統(tǒng)方法的“cm”單位大幅縮小到數(shù)十μm～1mm;二是一枚芯片上能夠形成1000～數(shù)萬(wàn)個(gè)TSV，實(shí)現(xiàn)芯片間的多點(diǎn)連接。
微軟之所以加入HMCC，是因?yàn)檎诳紤]如何對(duì)應(yīng)很可能會(huì)成為個(gè)人電腦和計(jì)算機(jī)性能提升的“內(nèi)存瓶頸”問(wèn)題。內(nèi)存瓶頸是指隨著微處理器的性能通過(guò)多核化不斷提升，現(xiàn)行架構(gòu)的DRAM的性能將無(wú)法滿(mǎn)足處理器的需要。如果不解決這個(gè)問(wèn)題，就會(huì)發(fā)生即使購(gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)新產(chǎn)品，實(shí)際性能也得不到相應(yīng)提升的情況。與之相比，如果把基于TSV的HMC應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)傳輸速度就能夠提高到現(xiàn)行DRAM的約15倍，因此，不只是微軟，微處理器巨頭美國(guó)英特爾等公司也在積極研究采用HMC。
其實(shí)，計(jì)劃采用TSV的并不只是HMC等DRAM產(chǎn)品。按照半導(dǎo)體廠商的計(jì)劃，在今后數(shù)年間，從承擔(dān)電子設(shè)備輸入功能的CMOS傳感器到負(fù)責(zé)運(yùn)算的FPGA和多核處理器，以及掌管產(chǎn)品存儲(chǔ)的DRAM和NAND閃存都將相繼導(dǎo)入TSV。如果計(jì)劃如期進(jìn)行，TSV將擔(dān)負(fù)起輸入、運(yùn)算、存儲(chǔ)等電子設(shè)備的主要功能。
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