O futuro das CPUs marca o retorno dos chiplets.

Em 2017 estávamos estagnados no mercado de CPUs, as mesmas quantidades de núcleos e sempre relançamento de produtos, a Intel que dominou o mercado lançava todos os anos processadores onde se tinham no máximo 4 núcleos físicos e somente com melhoras na parte de instruções por clock, eficiência energética e velocidade de clock, vendo essa liderança que não evoluía, a AMD lançou a linha Ryzen, que afetou o mercado por tornar os produtos AMD relevantes novamente, tendo nessa nova linha de produtos 52% mais instruções por clock que a arquitetura Bulldozer, mostrando ser uma grande evolução das falhas que foram cometidas no passado.  Pelo fato da linha Ryzen ser focada em desktops e consumidores, a AMD criou a linha Threadripper que utiliza 4 dies de Ryzens para atingir alta performance à um baixo preço comparado às soluções oferecidas pela Intel na época, assim voltando ao mercado o design à base de chiplets.

Essa técnica de fabricação surgiu devido ao limite de retículo que ditava o tamanho máximo possível para se fabricar chips, que resultou em dividir partes do chip monolítico em chips especializados, que foram denominados chiplets.

Além de ser a solução para os problemas de fabricação, os chiplets são mais rentáveis devido ao seu tamanho reduzido e ao fato de que a chance de acontecer um defeito em alguma região do wafer é a mesma, consequentemente conseguindo ter uma porcentagem de unidades comercializáveis maior que o chip monolítico, além de mais unidades por wafers, resultando em um custo de fabricação menor e consequentemente um produto mais barato e com uma grande estabilidade de fabricação, tendo como problema o aumento da latência entre dies, porém com novas tecnologias de Arquitetura interconectada, pode-se mitigar este problema, porém nunca se chegar à latência de um chip monolítico.

Atualmente esse método de confecção está voltando somente pela AMD, que começou a utilizar na linha de consumidor Ryzen em sua terceira geração, porém já se utilizava em linhas profissionais e de "prosumers" respectivamente com os produtos Epyc e Threadripper, que resultou na Intel chamando esses produtos de  um monte de CPUs de desktop coladas juntas.

As novas CPUS da AMD focadas para servidores por utilizarem o design de chiplet, possuem uma densidade de núcleos incrível, chegando a ter CPUs com 64 núcleos físicos, porém, mesmo com todo essa densidade de núcleos, o foco da AMD não é o mercado de servidores mais popular, o de soquete duplo, mas sim de servidores com um único soquete e expandi-lo, que antes atendia tarefas onde se precisava de ECC(error correction code), muito I/O ou um sistema que seja feito para rodar 24/7, resultando em um mercado de nicho, porém mesmo esse tipo de solução tem vantagens comparando ao popular, como o seu baixo custo em hardware, espaço e energia, tendo como ponto negativo a falta de escalabilidade e um número de núcleos baixo comparado aos servidores com múltiplos soquetes, que foi onde a AMD entrou para reformular e tornar o soquete único uma solução mais abrangente e juntamente da oferta de CPUs, foi introduzido uma nova linha de GPUs para servidores, a Radeon Instinct para poder abranger um mercado mais amplo.

A esmagadora diferença entre eficiência energética e quantidade de núcleos entre a AMD e a Intel, estão fazendo compensar pelas quase 2 décadas de pequenas revisões e porcentagem de melhora nos dígitos únicos, tendo aproximadamente 7.14W por núcleo e a quantidade de 56 núcleos, o Xeon Platinum 9282 que possui um TDP(Thermal Design Power) de 400W é a CPU que mais se compara com o Epyc 7742 com seus 64 cúcleos e 225W de TDP tendo aproximadamente 3.5W por núcleo, mostrando a evolução gerada pela competição e incentivando o avanço para manter a relevância de ambas as empresas que finalmente estão voltando a inovar procurando formas de trazer mais por menos, utilizar tecnologias e métodos diferentes para atingir o objetivo.

A ideia de utilizar chiplets não foi somente pelos benefícios citados acima, mas também pelas dificuldades que temos em diminuir a litografia, que consequentemente aumenta a chance de erros na fabricação dos chips. Devido aos benefícios dos chiplets, a fabricação ficou mais fácil, permitindo a AMD conseguir chegar nos 7nn "facilmente", algo que até hoje a Intel não conseguiu, por isso sinto que    os chiplets farão parte no futuro das CPUs assim como fizeram parte do passado, porém com um propósito um pouco diferente.

Fontes:
https://www.techpowerup.com/235092/intel-says-amd-epyc-processors-glued-together-in-official-slide-deck
https://www.amd.com/en/partner/component-sales-and-marketing
https://www.amd.com/en/products/cpu/amd-epyc-7742
https://seekingalpha.com/article/4083510-epyc-vs-xeon
https://www.tomshardware.com/news/amd-epyc-7742-vs-intel-xeon-benchmarks,40089.html
https://www.hpcwire.com/2019/08/08/amd-launches-epyc-rome-first-7nm-cpu/#foobox-5/0/AMD-Epyc-Rome-Zen-2-core-slide.jpg

Autor: Gabriel Toshiaki Kamigauti