تقول Nvidia إنها وجدت طريقة لتسريع خطوة محدودة الحساب في عملية صناعة الرقائق ، لذا فهي تحدث 40 مرة أسرع من معيار اليوم. تُعرف باسم الطباعة الحجرية العكسية ، وهي أداة رئيسية للسماح لصانعي الشرائح بطباعة ميزات بمقياس نانومتر باستخدام ضوء بطول موجي أطول من حجم تلك الميزات. تم تقييد استخدام الطباعة الحجرية العكسية بسبب الحجم الهائل للحوسبة المطلوبة. إجابة Nvidia ، cuLitho ، عبارة عن مجموعة من الخوارزميات المصممة للاستخدام مع وحدات معالجة الرسومات ، والتي تحول ما كان أسبوعان من العمل إلى وظيفة بين عشية وضحاها.
ستسمح هذه التقنية “لصناعة الفابون” بزيادة الإنتاجية ، وتقليل بصمة الكربون ، ووضع الأسس لـ 2 نانومتر. [manufacturing processes] قال الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia ، جنسن هوانغ ، في شركة تطوير Nvidia GTC يوم الثلاثاء.
قال هوانغ إن شركة TSMC الرائدة في مجال تصنيع الشرائح المنطقية ستؤهل استخدام cuLitho في الإنتاج بدءًا من يونيو. تخطط شركة برامج أتمتة التصميم Synopsys لدمج البرامج أيضًا ، وتخطط ASML لصناعة معدات الطباعة الحجرية لدعم cuLitho في منتجاتها أيضًا.
تعد الطباعة الحجرية الضوئية في الأساس الخطوة الأولى في عملية صناعة الرقائق. إنه ينطوي على ارتداد الضوء من نمط يسمى قناع ضوئي لإبراز أشكال هياكل الترانزستور والوصلات البينية على الرقاقة. (تستخدم التكنولوجيا الأكثر نضجًا أقواسًا ضوئية انتقالية بدلاً من تلك العاكسة ، لكن الفكرة واحدة.) يتطلب الأمر 98 صورة ضوئية لإنشاء وحدة معالجة رسومات H100 ، على حد قول جنسن. الميزات المسقطة من القناع الضوئي أصغر من الطول الموجي للضوء المستخدم – 193 نانومتر للسمات الكبيرة نسبيًا و 13.5 نانومتر للبتات الدقيقة. لذلك ، بدون مساعدة الحيل وقواعد التصميم التي تسمى مجتمعة تصحيح القرب البصري ، ستحصل فقط على فوضى ضبابية مسقطة على الرقاقة. مع تصحيح القرب البصري ، فإن التصميمات الموجودة على القناع الضوئي تشبه بشكل غامض نمط الضوء على الشريحة.
مع الحاجة إلى ميزات أكثر دقة ودقة ، أصبحت الأشكال الصحيحة على قناع الصورة أكثر تفصيلاً ويصعب التوصل إليها. سيكون من الأفضل بكثير أن تبدأ بالنمط الذي تريده على الرقاقة ثم حساب النمط على قناع الصورة الذي سينتجها. مثل هذا المخطط يسمى الطباعة الحجرية العكسية. كما يبدو الأمر بسيطًا ، من الصعب جدًا حسابها ، وغالبًا ما يستغرق تجميعها أسابيع.
في الواقع ، إنها عبارة عن شعلة يتم تخصيصها غالبًا للاستخدام على طبقات قليلة فقط من الرقائق المتطورة أو الأجزاء الشائكة منها بشكل خاص ، وفقًا لبيانات من مبادرة E-Beam ، التي تستطلع الصناعة بشكل دوري.
نظرًا لأن صناعة الرقائق تتطلب ميزات أكثر دقة ودقة ، كان على المهندسين إنتاج المزيد والمزيد من التصميمات المعقدة لعرض هذه الميزات على السيليكون. الطباعة الحجرية المعكوسة (ILT) هي أحدث تطور.نفيديا
يؤدي وقت الحساب الطويل للطباعة الحجرية إلى إبطاء تطوير تكنولوجيا الرقائق وتحسينها. حتى التغيير في سمك المادة يمكن أن يؤدي إلى الحاجة إلى مجموعة جديدة من الصور الضوئية ، كما يشير فيفيك ك. سينغ ، نائب الرئيس في مجموعة التكنولوجيا المتقدمة التي تعمل على تصنيع السيليكون في Nvidia. ويقول إن الأقنعة الحاسوبية “كانت قطبًا طويلاً في تطوير الرقائق”. “إذا تم تسريع تقنية الطباعة الحجرية العكسية 40 مرة ، فهل ستستخدمها المزيد من الشركات على طبقات أكثر؟” بالتاكيد.”
يقول سينغ إن جزءًا من الحوسبة هو مشكلة في الصورة مناسبة بشكل طبيعي لوحدات معالجة الرسومات. ولكن على الأكثر ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل وقت الحساب إلى النصف فقط. الباقي ليس من السهل جعله متوازيًا. ولكن على مدار السنوات الأربع الماضية ، مع شركاء التطوير بما في ذلك TSMC ، توصل مهندسو Nvidia إلى مجموعة من الخوارزميات لجعل العمل المتبقي متوازيًا وقاموا بتجميعها كمكتبة برامج لاستخدامها مع وحدات معالجة الرسومات.
وفقًا لـ Nvidia ، فإن استخدام cuLitho يتيح لـ 500 جهاز كمبيوتر Nvidia DGX H100 القيام بعمل 40000 من أنظمة وحدة المعالجة المركزية. يمكن أن تنتج 3 إلى 5 أضعاف عدد الصور في اليوم ، ولا تستهلك سوى 5 ميغاواط بدلاً من 35 ميغاواط.
ما هو أكثر من ذلك ، قد يؤدي إلى نتائج أفضل ، وفقًا لما قاله سينغ. ينتج cuLitho صعوبة حساب المضلعات المتعرجة على القناع مما ينتج عنه عمق تركيز أكبر للنمط المصبوب على الرقاقة. يجب أن يؤدي عمق التركيز هذا إلى تباين أقل عبر الرقاقة ، وبالتالي إنتاجية أفضل لرقائق العمل لكل رقاقة ، كما يقول. في المستقبل ، قد يعني ذلك أيضًا الحاجة إلى عدد أقل من الفلاتر الضوئية ، لأن ما يجب فعله الآن باستخدام نمط مزدوج قد يعمل مع نمط واحد فقط يستخدم الطباعة الحجرية العكسية.
Nvidia ليست أول من يبحث عن وحدات معالجة الرسومات لتسريع تقنية الطباعة الحجرية العكسية. أعلنت D2S التي تتخذ من وادي السيليكون مقراً لها عن جهاز كمبيوتر قائم على GPU تم تصميمه لحل المشكلة في عام 2019. IEEE Spectrum تواصلت مع D2S للتعليق ، لكن الشركة لم ترد قبل وقت النشر.
من مقالات موقعك
مقالات ذات صلة حول الويب
