基于不可弯曲玻璃互连器的高性能可热力学可行性多Chiplet架构设计

由玻璃互连器实现的多Chiplet架构具有优异的电气性能，由于横向耦合降低，可实现更大的总线宽度，并且在再分配层相对于当前基于硅互连器的系统具有较低的电容。这些优势导致每位能耗降低、通信频率提高以及互连范围延长。然而，随着系统尺寸的增加，基于玻璃互连器的系统在包装变形（翘曲）方面 becomes 一个关键挑战，导致严重的机械应力和可靠性问题。超过一定尺寸后，传统的封装技术无法有效管理翘曲，亟需新的方法来针对基于玻璃互连器的多Chiplet系统实现可扩展的性能，以抑制由翘曲引起的弯曲。为解决这些相互交织的挑战，我们提出了一种面向热力学、翘曲和性能的设计框架，采用体系结构和封装共优化技术。该框架将表面和嵌入式Chiplet解耦，以平衡冲突的设计目标，确保在性能、功耗和结构可靠性之间实现最佳权衡。我们的实验表明，基于我们设计框架优化后的多Chiplet架构在执行深度神经网络工作负载时，相对于传统2.5D系统实现最高可达64.7%的性能提升和40%的功耗降低，同时降低了制造成本。