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未来全局互连技术的发展趋势

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了使未来高性能片上系统集成成为可能,人们正在积极研究能够使速度更快、更可靠和成本更低的新颖全局互连技术。特别的例子包括系统级封装、射频和光学互连以及三维集成。SiP将全局互连和封装技术结合在一起,克服了SoC集成中的成品率退化问题[101]。通过堆叠多个芯片在一起,三维集成缩短了最长的全局互连从而减小信号延迟。

未来全局互连技术的发展趋势

互连的基本目的是提供“在相距较远的不同点之间实现最小时延的通信[99]。在纳米时代,当晶体管持续缩小以实现更小的特征尺寸和更快的工作时,全局互连成为提高信号速度和带宽的瓶颈。为了解决这个问题,各种各样的技术被引入到多层结构中,包括铜/低k材料、反向缩放和片上互连网络。材料、工艺、物理和成本本身存在的限制已经表明,当前采用的这些方式在100nm之下已不能满足要求[99,100]

为了使未来高性能片上系统(SoC)集成成为可能,人们正在积极研究能够使速度更快、更可靠和成本更低的新颖全局互连技术。特别的例子包括系统级封装(SiP)、射频(RF)和光学互连以及三维集成。SiP将全局互连和封装技术结合在一起,克服了SoC集成中的成品率退化问题[101]。由于在一个封装芯片中,是以相似的多层结构连接着不同的芯片和模块,与片上互连情况类似,因此开发SiP的设计原理相对容易。然而信号传输的基本限制,如渡越时间,仍然存在。射频(无线)或者光学互连改善了这个限制并通过使用片上无线网络或光学器件使之接近光速。考虑工艺的兼容性、设计开销和性能要求,对45nm工艺,当全局互连大于32mm时,它们将很受欢迎[102]。通过堆叠多个芯片在一起,三维集成缩短了最长的全局互连从而减小信号延迟。然而三维系统的散热和输入-输出互连仍然是巨大的挑战[99]。随着纳米时代互连技术的持续改进,先进的纳米技术,如纳米炭管和分子晶体互连,将给未来的计算系统提供更先进的互连。(www.xing528.com)

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