Siamo nel 1995 e AMD ha appena ottenuto una vittoria rivoluzionaria contro Intel, il pioniere dello standard x86, che le consente di continuare a produrre chip utilizzando questo metodo. Ora, quasi trent’anni dopo, AMD non solo ha superato la tecnologia di Intel, ma domina il Team Blue (Intel) in ogni segmento del mercato dei semiconduttori.
Mentre Intel sta affrontando ulteriori ritardi nella sua tabella di marcia, AMD sta lanciando chip a ritmo serrato. Dalle serie di chip Z1 per i giochi portatili, ai chip delle serie 7000 per desktop e laptop, ai chip della serie EPYC per le aziende, Team Red (AMD) sta superando facilmente Intel ad ogni svolta.
D’altro canto, sia Intel che Apple, attualmente i principali concorrenti di AMD, si sono rivolti alla collaborazione con ARM. Questo gigante IP utilizza un design big.LITTLE per i suoi chip, che impiega core più piccoli per attività a basso consumo energetico e core più grandi e potenti per attività intensive, migliorando così l’efficienza complessiva.
AMD, invece, si affida a un progetto di chiplet per ridurre le dimensioni e la potenza del processore. Invece di includere tutte le funzionalità del chip in un unico grande pezzo o “die”, AMD ha deciso di suddividere il chip in parti separate più piccole, chiamate “chiplet”, e di collegarle insieme utilizzando “Infinity Fabric”. Con l’avvicinarsi del lancio di Zen 5 di AMD, sorge la domanda se AMD seguirà la strada di ARM o continuerà con la sua strategia vincente.
Quando AMD ha voluto competere con Intel nel mercato dei chip per server nel 2015, ha adottato i chiplet come ultima risorsa. Questa tecnologia ha debuttato con il lancio del primo chip server EPYC, ottenendo un grande successo.
Il passaggio a questo approccio non solo ha aiutato AMD a ridurre i costi di produzione del 40%, ma ha anche consentito la creazione di CPU desktop basate su chiplet. La gamma di chip Zen 2 ha portato i chiplet ai consumatori, ottimizzando ulteriormente il processo di produzione. Inoltre, l’azienda potrebbe semplicemente aumentare il numero di chiplet nel pacchetto per aumentare il numero di core o la potenza dei chip, superando così i limiti imposti dalla Legge di Moore.
Parlando della Legge di Moore, l’articolo del 1965 che ha introdotto questa regola ha anche accennato ai chiplet come la tecnologia futura dei chip. Sebbene non abbia menzionato il nome specifico della tecnologia, l’articolo affermava: “Potrebbe risultare più economico costruire sistemi di grandi dimensioni partendo da funzioni più piccole, impacchettate separatamente e interconnesse. La disponibilità di funzioni di grandi dimensioni, combinata con un design e una costruzione funzionali, dovrebbe consentire al produttore… di progettare e costruire una notevole varietà di apparecchiature in modo rapido ed economico”.
I progressi economici e produttivi degli ultimi cinque decenni nella produzione di chip hanno finalmente reso possibile l’economia della produzione di chiplet. Questo approccio consente anche un approccio ibrido alla produzione di chip, a condizione che ci sia uno standard per i chiplet.
L’industria sembra pensare allo stesso modo, come dimostrato dall’introduzione dello standard Universal Chip Interconnect. Sostenuto da AMD, ARM, Google Cloud, Microsoft, Meta e persino Intel, questo nuovo ecosistema di chiplet promette di andare oltre la Legge di Moore per realizzare i sistemi informatici del futuro.
Il fatto che ARM e Intel supportino questo standard dimostra che anche i concorrenti diretti di AMD vedono i vantaggi del design dei chiplet. In un certo senso, sembra che stiano ammettendo la superiorità del metodo di progettazione dei chip.
AMD sembra anche stia puntando sui chiplet per la sua prossima generazione di CPU, che si dice offriranno un aumento delle prestazioni fino al 18% riducendo il consumo energetico del 34%. Questo miglioramento sarà realizzato grazie al passaggio dal processo di produzione N5 di TSMC ai nodi di produzione N3. Tuttavia, al momento sembra che Intel si accontenti di spingere la sua tecnologia esistente sull’orlo dell’obsolescenza.
Progettare un chip non omogeneo non è una sfida da poco, come Intel ha scoperto a sue spese. Le CPU di 12a generazione di Intel, chiamate Alder Lake, che includono core di efficienza e core di prestazioni (la versione Intel di big.LITTLE), sono state consegnate senza intoppi. Tuttavia, sono sorti problemi quando si passava ad architetture più complesse nello stesso progetto.
Un’altra linea di chip di Intel chiamata Sapphire Rapids, meglio conosciuta come CPU “4th Gen Xeon Scalable”, ha subito una serie di ritardi. Nel maggio 2022, è stato riferito che Intel ha riscontrato un grave difetto tecnico nella progettazione di Sapphire Rapids, causando un ritardo nell’uscita dei chip all’inizio del 2023.
Tuttavia, per Intel era già troppo tardi, poiché AMD ha facilmente superato l’azienda con la CPU EPYC Genoa a 96 core. L’offerta concorrente ha battuto i chip Intel di oltre il 70%, sfruttando i chiplet per ottenere un vantaggio. Per peggiorare le cose, anche la prossima linea di chip di Intel, nota come Meteor Lake, ha subito ritardi dovuti a problemi di produzione.
Per recuperare terreno dopo il fallimento del lancio di Sapphire Rapids, Intel ha stretto una partnership con ARM. Questa partnership si è concentrata principalmente sulla produzione di chip mobili, adottando un approccio SoC (System on Chip). Intel ha beneficiato della conoscenza approfondita di ARM nel settore della proprietà intellettuale, mentre ARM ha ottenuto accesso al processo di produzione 18A di Intel.
È interessante notare che anche un altro giocatore emergente nel settore dei processori basati su ARM, Apple, ha affrontato dei problemi. Sebbene i chip siano indubbiamente adatti alle loro applicazioni, soprattutto per quanto riguarda l’efficienza energetica, sembra che ciò non sia sufficiente a sostenere le vendite dei MacBook. Secondo quanto riferito, la prossima generazione di chip della serie M includerà ancora più core nel tentativo di stimolare gli acquirenti.
Tuttavia, sembra che l’architettura big.LITTLE stia iniziando a mostrare i suoi limiti. Mentre la Legge di Moore sta raggiungendo il punto di oscurità, i vecchi progetti di produzione stanno mostrando rendimenti decrescenti in termini di prestazioni. I chiplet rappresentano il futuro e sembra che Intel e ARM ci credano. Con il suo impegno nel design dei chiplet, AMD si trova in una posizione unica per massimizzare le opportunità del prossimo decennio dei chip.