TSMC fabrica su propio SoC ARM personalizado con 8x Cortex-A72 @ 4.00 GHz

TSMC se encuentra investigando nuevos mercados, y es por ello que anunció en el VLSI (Very-large Scale Integration) Symposium de Japón un SoC con un diseño chiplet conformado por unos núcleos ARM Cortex-A72 junto a la tecnología de encapsulado CoWos.

En el simposio, TSMC presentó varios trabajos de investigación que cubren tecnologías que van desde la soldadura previa al encapsulado para la memoria eMRAM hasta un nuevo diseño de chiplet basado en los núcleos Cortex-A72 de ARM. TSMC también presentó un documento de investigación sobre el disulfuro de tungsteno; un material que la marca cree que permitirá un flujo de electrones mejorado en procesos de fabricación de 3nm y más pequeños, debido a un cambio de electrones bidimensional mejorado. Este transistor de canal corto de disulfuro de tungsteno se fabrica a través de la deposición de vapor químico directamente sobre el sustrato de silicio, a diferencia de los procesos anteriores que requerían un intermediario de zafiro.

Sin embargo, lo más destacado de la conferencia, en lo que concierne a TSMC, es el documento de investigación de la compañía titulado "Diseño de chiplet CoWoS basado en el núcleo ARM 7nm @ 4.00 GHz para computación de alto rendimiento". El objetivo de esta investigación es demostrar que finalmente se pueden superar las limitaciones con el encapsulado y las interconexiones que son inherentes a cualquier diseño de chiplet. TSMC espera superarlos a través de su encapsulado CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) y su interconexión de malla BiDir.

El diseño de TSMC comienza desde un único chip con dos chiplets a bordo. Cada die del chiplet es de 4,4 x 6,2 mm e integra cuatro núcleos Cortex-A72 en su interior. Los núcleos tienen una caché L1 personalizada y dos bloques de caché 1 MiB L2 en el die. También está presente una caché de alta densidad de bits adicional 6 MiB L3. Los núcleos pueden alcanzar los 4.00 GHz con 1,20V y los 4.20 GHz a 1,375V. Además, las interconexiones de malla de 1968 bits son capaces de funcionar por encima de los 4.00 GHz, con  seis de ellas en chiplet.

Los dos chiplets se conectan entre sí a través de la interconexión de baja tensión LIPINCON, y puede alcanzar tasas de transferencia de datos de 8Gb/p/s (Gigabit-per-pin-per-second) a través de una función múltiplex 2:1. LIPINCON también proporciona una eficiencia de potencia de 0.56pJ/bit, una densidad de ancho de banda de 1.6TB/s/mm², y un ancho de banda de 320 GB/s. También es importante tener en cuenta que se pueden usar más de dos chiplets con este diseño.

TSMC ha utilizado un pith de 40µm (la mitad de delgado que un cabello humano) en este diseño, y las dos matrices están separadas por 100µm. Estos números colocan a la fábrica taiwanesa por delante de Intel, y si TSMC continúa su trayectoria actual, entonces podría expandir su presencia en el mercado en el futuro.

vía: Wccftech

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