Processori Intel Meteor Lake, Arrow Lake e Lunar Lake: si punta tutto su Foveros 3D

Mentre AMD ha da tempo virato su un design basato sull’utilizzo di chiplet per i suoi processori, Intel ha conservato la soluzione monolitica che ha storicamente utilizzato. Dopo aver cominciato a investire convintamente su un approccio ibrido (i processori Intel Alder Lake combinano un cluster di core ad elevate prestazioni con core a basso consumo energetico) pur mantenendo il design monolitico, i processori del futuro punteranno sempre più sui chiplet.

I chiplet sono circuiti integrati che contengono un sottoinsieme ben definito di funzionalità. I chiplet consentono di utilizzare chip più piccoli per formare un circuito integrato più grande ovvero un multi-chip module (MCM).
Usando sistemi di packaging avanzato i progettisti possono collegare diversi chiplet andando a formare un processore più grande e potente, operazione fondamentale per rendere sempre più performanti i dispositivi informatici.

Nel corso di una presentazione che di fatto annuncia l’evento Hot Chips 34 della prossima settimana, Intel ha condiviso alcune informazioni sul futuro della sua offerta in termini di processori.

Con i processori Meteor Lake Intel vuole portare i passi da gigante compiuti in fatto di packaging sul mercato dei PC mainstream in cui i consumatori acquistano centinaia di milioni di macchine ogni anno, anche nei periodi più bui. L’obiettivo, con i Meteor Lake è quello di introdurre sul mercato sistemi più veloci e potenti a un prezzo molto interessante.
I rappresentanti di Intel confermano che Meteor Lake sarà pronto per il 2023 e i processori arriveranno puntuali sulla tabella di marcia. Inoltre, secondo fonti vicine alla società di Santa Clara, Intel potrebbe produrre soltanto uno dei quattro chiplet utilizzati nei Meteor Lake; gli altri tre potrebbero essere realizzati da TSMC (die I/O, SoC e GPU). La GPU in particolare utilizzerebbe il nodo TSMC N5 a 5 nm.

Il co-fondatore di Intel Gordon Moore ha previsto un “giorno della resa dei conti” in cui non avrebbe avuto più senso realizzare chip da una singola grande fetta di silicio. Ci siamo arrivati tanto che il packaging è importante quanto la tecnologia di processo stessa.
Nel suo storico articolo che espone la legge di Moore, l’imprenditore e informatico statunitense ha scritto: “potrebbe rivelarsi più economico costruire sistemi di grandi dimensioni con funzioni più piccole, che sono integrate separatamente nel pacchetto e interconnesse“.

Intel ha due principali approcci sul versante del packaging: il primo si chiama EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge). Esso interconnette due chiplet fianco a fianco con un piccolo “ponte” di collegamento sottostante. Viene utilizzato in Ponte Vecchio e nei modelli di fascia alta dei processori per sistemi server Sapphire Rapids.
Il secondo è Foveros 3D: più chiplet vengono combinati verticalmente. Il chip Meteor Lake è costruito proprio con Foveros, con quattro chiplet arroccati su un altro substrato di silicio sottostante che fornisce i collegamenti di comunicazione.

Foveros sarà la caratteristica di base anche per i successori di Meteor Lake, i processori Arrow Lake. Questi ultimi trarranno beneficio dai circuiti aggiornati per la CPU e per la GPU. A raccogliere l’eredità degli Arrow Lake saranno i Lunar Lake: progettati per il mercato dei notebook saranno caratterizzati da un consumo energetico molto basso e una versione largamente aggiornata dei chiplet. Sia gli Arrow Lake che i Lunar Lake dovrebbero essere pronti nel 2024.

Dopo Arrow Lake, Intel passerà alla nuova interconnessione UCIe attingendo a una soluzione standardizzata che permette di rendere i chiplet più flessibili, interoperabili e ancora più performanti.