ہواوی نے مور کے قانون کے بعد نئے سیمی کنڈکٹر کی نمو کے لیے τ اسکیلنگ کی پیشکش کی ہے

گزشتہ 60 سالوں میں، سیمی کنڈکٹر صنعت نے ٹرانزسٹرز کے سائز کو چھوٹا کرکے (مور کا قانون) ترقی کو آگے بڑھایا ہے، جس سے چیزیں مزید چھوٹی، مزید زیادہ پیچیدہ اور کم لاگت والی بن رہی ہیں۔

لیکن اب یہ راستہ چلنا نہیں ہے:

• 7nm سے کم پروسیس کا فائدہ بہت زیادہ گرا
• لیتھوگرافی مشین کی قیمت بہت زیادہ ہے
• آگے کے پروسیس پر ایک چپ کی ڈیزائن فیس 10 ارب ڈالر سے زیادہ ہے
• ایکل ٹرانزسٹر کی لاگت میں کمی نہیں بلکہ اضافہ ہوا

ہواوی سیمی کنڈکٹر ٹیم نے 6 سال، 381 قسم کے مصنوعات کے چپس کے ذریعے نیا راستہ تصدیق کیا:

سائز کی بجائے وقت پر گھومیں۔

τ اسکیلنگ تھیوری پیش کریں:

وقت کو مرکزی بہتری کا اہم اشارہ سمجھیں، مکمل لینک پر خصوصی وقت τ کو کم کریں، جس میں ٹرانزسٹر سوئچنگ (پکو سیکنڈ) سے لے کر ڈیٹا سینٹر کے کام (سیکنڈ) تک، 12 درجہ بندیاں شامل ہیں۔

بس کہہ دیں:

پہلے کسی کا سائز چھوٹا ہوتا تھا، اب کسی کی رفتار زیادہ، تاخیر کم اور کارکردگی زیادہ ہوتی ہے۔

τ ہر لیyer کی تاخیر / ٹائم کنسٹنٹ ہے، جو چار لیyers پر مشتمل ہے:

• ٹرانزسٹر: سوئچنگ سپیڈ
• سرکٹ: سگنل ٹرانسمیشن میں تاخیر
• چپ: کمپوٹیشن، میموری ایکسیس لیٹنسی
• سسٹم: اینڈ تو اینڈ مواصلات کا وقت مطابق کریں

ہدف یہ ہے کہ تمام سطحوں — یعنی طریقہ کار، سرکٹ، آرکیٹیکچر اور سسٹم — کو ایک ہی انڈیکس کے ذریعے آپٹیمائز کیا جائے، اور اب کوئی بھی الگ الگ نہیں کام کرے گا۔

عملیات کو اپ گریڈ کیے بغیر، چپ کو عمودی طور پر ڈھیر لگائیں، اور انتہائی درست مخلوط بانڈنگ کا استعمال کرتے ہوئے اہم پاتھ کو متعدد لیروں میں تقسیم کریں، جس سے چپ کو "فلورز اوور" کرنے جیسا ہوتا ہے۔

• ٹرانزسٹر ڈینسٹی: ایک جنریشن میں 155 → 238 ملین فی مربع میٹر، 55% کا اضافہ
• انرجی کی کارکردگی: 41% کا اضافہ، مین فریکوئنسی میں تقریباً 13% کا اضافہ
• SRAM فریکوئنسی: 40% سے زیادہ بڑھ گئی
• کی لین 2026 میں 3.1 گیگاہرٹز تک پہنچے گا، 2029 تک 4 گیگاہرٹز کا مقصد ہے

AI کلستر کی 80% توانائی اور 70% لاگت ڈیٹا کی منتقلی میں صرف ہوتی ہے، اور مرکزی نقطہ مواصلات کے وقت کو کم کرنا ہے۔

یونیفائیڈ بس

متعدد لیورل پروٹوکول کو ختم کر دیا گیا، جس سے ریموٹ ایکسیس لیٹنسی کو کئی دہائیوں کے مائیکرو سیکنڈز سے لے کر تقریباً 100 نینو سیکنڈ تک کم کر دیا گیا، جو 500 گنا تیز ہے۔

2. ہائی-اوون فوٹونک انٹرکنیکشن

ایک ماڈیول 8Tb/s، تانبے کے تار کو فائبر آپٹیکس سے بدلیں، فاصلہ 1 میٹر سے بڑھا کر 100 میٹر کریں، اور ون کار کلัสٹر کے ساتھ مطابقت رکھیں۔

3. 3D فولڈنگ

2.5D پیکیج کے "رقبہ جلد بڑھ رہا ہے، ایجسٹس پیچھے رہ گئے ہیں" کے مسئلے کو حل کریں، میموری، پاور اور آپٹیکل پورٹس کو عمودی سطح پر منتقل کریں اور کمپوٹیشنل پاور کے ساتھ ساتھ توسیع کریں۔

• پیش گوئی: 2035 تک AI ہارڈویئر کی اندرازی 100 گنا بڑھ جائے گی

ابتدائی دور میں CPU اور میموری الگ الگ ترقی کر رہی تھیں، لیکن اب AI کے دور میں ڈیٹا کا منتقل کرنا کمپیوٹیشن سے زیادہ اہم ہو گیا ہے، اس لیے میموری اور منطق کو 3D طور پر قریب سے ادغام کرنا ضروری ہے، اور صنعت کی زنجیر کا اختیار میموری اور پیکیجنگ کی طرف مائل ہو رہا ہے۔

• EDA ٹولز 3D اسٹیکڈ ڈیزائن کے لیے موزوں ہونے چاہئیں
• ویفر کے درمیان پروسیس فرق اور عمودی کنکشن کے نقصان کو بہتر بنایا جانا چاہیے
• نئی توانائی کی کارکردگی، بینچ مارک معیارات کے ساتھ مطابقت رکھنا ہوگا

مور کا قانون کا سائز کا دور ختم ہو گیا، اور وقت کی سکیلنگ کا دور شروع ہو گیا۔

سب سے زیادہ جدید لیتھوگرافی مشینوں پر یکطرفہ زور نہ دیں، 3D ڈھانچہ، سسٹم آرکیٹیکچر اور کنکشن کے بہترین طریقے سے بھی پرفارمنس اور کارکردگی مسلسل بہتر بنائی جا سکتی ہے۔

یہ اگلے 10 سالوں کا سیمی کنڈکٹر کا مرکزی راستہ ہوگا۔