Google Adota Empacotamento EMIB-T da Intel para Próximos TPUs
A Google, de acordo com a SemiAnalysis, planeja utilizar o empacotamento EMIB-T da Intel para a próxima geração de seus TPUs, codinome Humufish. Historicamente, as tecnologias CoWoS (chip-on-wafer-on-substrate) da TSMC têm sido o padrão da indústria para processadores de IA e HPC. Soluções concorrentes eram vistas como alternativas secundárias, mas este cenário está mudando.
O Dilema CoWoS: Por Que a Google Estaria Mudando?
- Cliente Fiel da CoWoS: A Google sempre foi uma cliente de longa data da CoWoS da TSMC, utilizando-a desde a 3ª até a 8ª geração de seus TPUs.
- Decisão Significativa: Mudar de uma tecnologia de empacotamento avançado é complexo, envolvendo inúmeras alterações e incertezas. Entender os motivos da Google pode iluminar o futuro das tecnologias de empacotamento da Intel e TSMC.
CoWoS-S vs. CoWoS-L: A Evolução da TSMC
A Google inicialmente usava o CoWoS-S, que depende de um interposer de silício. Para seus TPUs de 7ª e 8ª gerações, a empresa migrou para o CoWoS-L. Esta versão utiliza um interposer de camada de redistribuição (RDL) com pontes de interconexão de silício local (LSI) incorporadas, permitindo links de alto desempenho e escalando pacotes para até 5.5X o tamanho do retículo, com promessa de escalar para mais de 14X até o final da década.
EMIB da Intel: Uma Abordagem Sem Interposer
Diferente do CoWoS, a tecnologia EMIB (embedded multi-die interconnect bridge) da Intel não usa interposers. Ela se baseia em pequenas pontes de silício incorporadas no substrato para interconexões die-to-die de alta densidade, com o restante roteado através de um substrato orgânico mais acessível.
- EMIB-T: O Próximo Nível: A versão EMIB-T adiciona vias de silício (TSVs) para entrega de energia vertical, capacitores MIM (metal-insulator-metal) e um plano de terra dedicado para melhorar a integridade da energia. Isso é crucial para aceleradores de IA de próxima geração, que exigem energia mais limpa e eficiente.
Comparativo Técnico: EMIB-T vs. CoWoS-L
Ambas as tecnologias visam aplicações semelhantes, mas com abordagens distintas:
- Limitações de Retículo: A EMIB não é restrita por limites de retículo, utilizando pequenas pontes apenas onde as conexões de alta densidade são necessárias. O CoWoS-L também aborda isso com suas pontes LSI, mas dentro de um interposer RDL que conecta todo o pacote.
- Densidade de Roteamento: O interposer RDL do CoWoS-L oferece roteamento mais denso e flexível em todo o pacote do que o substrato orgânico da EMIB-T.
- Entrega de Energia: A EMIB-T se destaca pela entrega de energia aprimorada, com TSVs, capacitores MIM e um plano de terra dedicado, o que pode ser uma vantagem para aceleradores de IA famintos por energia.
- Rigidez Mecânica: Após problemas de rendimento com CoWoS-L devido a incompatibilidades de CTE (coeficiente de expansão térmica), a robustez mecânica da EMIB-T (sem um grande interposer RDL) pode ser uma consideração importante, embora não elimine todos os riscos.
Razões Estratégicas para a Google
A escolha da Google pode ter motivações tanto técnicas quanto estratégicas:
- Redução de Custos e Dependência: Buscar reduzir custos e diminuir a dependência da capacidade limitada de CoWoS da TSMC.
- Diversificação da Cadeia de Suprimentos: A Nvidia, por exemplo, reserva alocações de empacotamento avançado com anos de antecedência. A Google pode ter encontrado dificuldades em obter capacidade suficiente de CoWoS-L para seus novos TPUs.
- Fortalecimento de Laços com a Intel: A decisão pode ser um movimento para construir relações com a Intel Foundry, complementando acordos existentes para CPUs Intel Xeon.
O Futuro do Empacotamento Avançado
Tanto a EMIB-T da Intel quanto a CoWoS-L da TSMC apresentam vantagens e desvantagens. A previsibilidade do CoWoS-L é um ponto forte, mas se a Google optou por uma nova metodologia de empacotamento, suas razões são provavelmente uma combinação complexa de fatores tecnológicos e estratégicos.
