مور کے بعد کے دور میں سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی کے تسلسل کے لیے متضاد انضمام ایک اہم سمت بنتا جا رہا ہے، اور یہ اگلے 30 سالوں میں سسٹم لیول چپس کے لیے مرکزی دھارے کی ٹیکنالوجی بن سکتی ہے، مربوط سرکٹس کو متضاد انضمام کے دور میں دھکیلتی ہے۔ تاہم، متضاد انضمام کو اب بھی مربوط سرکٹس کی روایتی "سڑک" سوچ کو توڑنے کے لیے ایک طویل راستہ طے کرنا ہے۔

مور کے قانون کو نظرانداز کرنے کا ایک اہم طریقہ

ہم اس وقت تیزی سے ترقی پذیر ڈیجیٹل اکانومی کے دور میں ہیں، جس میں اعلیٰ کارکردگی والے کمپیوٹنگ، کلاؤڈ کمپیوٹنگ اور ورچوئلائزیشن جیسی ایپلی کیشنز تیزی سے ترقی کر رہی ہیں۔ ایپلیکیشن کے منظرناموں کا یہ سلسلہ پروسیسر پر بہت زیادہ کام کا بوجھ بھی لائے گا اور طاقتور کمپیوٹنگ پاور کی مدد کی ضرورت ہوگی۔

AMD کے عالمی سینئر نائب صدر اور گریٹر چائنا کے صدر Pan Xiaoming نے کہا کہ سیمی کنڈکٹر ڈیزائن کے سنہری دور میں، لوگ کارکردگی کو بہتر بناتے ہوئے تکنیکی ترقی کے ذریعے ہر ٹرانزسٹر کی قیمت کو کم کر سکتے ہیں۔ تاہم، جب بھی ہم کوئی نیا نوڈ داخل کرتے ہیں، اس عمل کی پختگی اور استحکام کو یقینی بنانے میں زیادہ وقت لگتا ہے، اور نئے عمل کی لاگت میں نمایاں اضافہ ہو رہا ہے۔ یہ لوگوں کے لیے نئے چیلنجز لاتا ہے، اور ہمیں پروسیسر کی کارکردگی اور کمپیوٹنگ پاور کو مزید بہتر بنانے کے لیے دوسرے پہلوؤں میں مزید جدتیں تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ متفاوت انضمام چپ کمپیوٹنگ پاور کو بہتر بنانے کے لیے ایک اہم ترقی کی سمت بن رہا ہے۔

تو، متفاوت انضمام کیا ہے؟ انٹیل ریسرچ کے نائب صدر اور انٹیل چائنا ریسرچ کے ڈائریکٹر سونگ جیکیانگ نے نشاندہی کی کہ متفاوت انضمام ایک کمپیوٹنگ سسٹم میں مختلف پراسیس آرکیٹیکچرز، مختلف انسٹرکشن سیٹس اور مختلف فنکشنز کے ساتھ ہارڈ ویئر کا مجموعہ ہے۔ ایک ہی وقت میں، متفاوت انضمام چپس، پیکجز، سسٹمز اور سافٹ ویئر کا تعاون بھی ہے۔ یہ ایک تکنیکی نقطہ نہیں ہے، بلکہ متعدد تکنیکی نکات کی ترکیب ہے، جس میں آلات، ڈیزائن، سافٹ ویئر الگورتھم وغیرہ کا انضمام شامل ہے، تاکہ ایک موثر متضاد نظام کو حاصل کیا جا سکے۔

مور کا قانون دراصل سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے لیے ایک بینر بن گیا ہے، لیکن لوگوں کو سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی کے مسلسل ارتقا کو فروغ دینے کے لیے عمل نوڈ سکڑنے کے جنون سے چھٹکارا حاصل کرنا چاہیے۔ 

اس سلسلے میں، چینی اکیڈمی آف سائنسز کے ماہر تعلیم، ماو جنفا نے نشاندہی کی کہ اس وقت سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی کے لیے ترقی کے دو اہم راستے ہیں: مور کے قانون کو جاری رکھنا اور مور کے قانون کو روکنا۔ جب مور کے قانون کو جاری رکھنے کو انتہائی چیلنجوں کا ایک سلسلہ درپیش ہے، جس میں جسمانی اصولوں، تکنیکی ذرائع، اور اقتصادی اخراجات کی حدود شامل ہیں، مور کے قانون سے ہٹنا ترقی کا ایک قابل عمل طریقہ ہے۔ متضاد مربوط سرکٹس مور کے قانون کو نظرانداز کرنے کے اہم طریقوں میں سے ایک ہیں۔

ماؤ جنفا نے اس بات پر زور دیا کہ سیمی کنڈکٹر متضاد انضمام کا مطالعہ کرنے کی سائنسی اہمیت بھی اہم ہے۔ انٹیگریٹڈ سرکٹس کے ذریعے، انٹیگریٹڈ سرکٹس موجودہ واحد یکساں عمل سے متعدد متضاد عملوں کے انضمام تک ترقی کر سکتے ہیں، اور موجودہ دو جہتی پلانر انضمام سے تین جہتی انضمام تک، اس طرح اعلی کارکردگی والے پیچیدہ نظاموں کا احساس ہو سکتا ہے۔ متضاد انضمام کی خصوصیات نمایاں ہیں۔ سب سے پہلے، یہ مختلف سیمی کنڈکٹر مواد، عمل، ڈھانچے اور اجزاء کو ضم کر سکتا ہے؛ دوسرا، یہ سسٹم ڈیزائن کے تصورات کو اپناتا ہے۔ تیسرا، یہ 2.5-جہتی یا 3-جہتی اعلی کثافت ڈھانچے کے ساتھ آئی پی اور چپلیٹ جیسی جدید ٹیکنالوجیز کا اطلاق کرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، متضاد مربوط چپس ایک واحد سیمی کنڈکٹر کے عمل کی کارکردگی کی حدود کو توڑتے ہوئے طاقتور اور پیچیدہ افعال حاصل کر سکتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، ان کے پاس مضبوط لچک، اعلی وشوسنییتا، مختصر تحقیق اور ترقی کے چکر ہیں، اور وہ چھوٹے اور ہلکے وزن کو حاصل کر سکتے ہیں۔

بڑے بین الاقوامی مینوفیکچررز نے متضاد انضمام ٹیکنالوجیز کا آغاز کیا ہے۔

ان فوائد کی وجہ سے، مور کے بعد کے دور میں سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی کی ترقی کے لیے متضاد انضمام ایک اہم راستہ بن گیا ہے، اور زیادہ سے زیادہ مین سٹریم مینوفیکچررز اسے بہت اہمیت دیتے ہیں۔ اس سال کے Computex (Taipei Computer Show) میں، AMD نے ایک تجرباتی پروڈکٹ Ryzen 5000 جاری کیا، جو TSMC کی 3D Fabric کی جدید پیکیجنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے تاکہ 3D اسٹیک میں پروسیسر کے ساتھ 64MB L3 کیشے والے چپلٹس کو کامیابی سے پیک کیا جا سکے۔ AMD کے مطابق، یہ ٹیکنالوجی 2D چپس کے لیے انٹر کنیکٹ کثافت کو 200 گنا سے زیادہ بڑھا سکتی ہے، اور موجودہ 3D پیکیجنگ سلوشنز کے مقابلے میں 15 گنا سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔

متضاد انضمام ٹیکنالوجی کی ترقی کی بنیاد پر، انٹیل نے XPU کا تصور پیش کیا۔ سونگ جیکیانگ نے کہا: "انٹیل کے لیے، ہم مختلف فن تعمیرات کے XPUs کے متفاوت انضمام اور یونیفائیڈ کراس آرکیٹیکچر پروگرامنگ ماڈل oneAPI کے ذریعے متفاوت کمپیوٹنگ کی اختراع کو فروغ دیتے ہیں تاکہ زیادہ کام کے بوجھ کو پورا کرنے کے لیے سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر کے تعاون کو حاصل کیا جا سکے۔"

پچھلے سال کے "آرکیٹیکچر ڈے" پر، Intel نے EMIB (ایمبیڈڈ ملٹی چپ انٹرکنیکٹ برج) 2D پیکیجنگ، Foveros 3D پیکیجنگ، اور CO-EMIB ٹیکنالوجی پر مبنی ہائبرڈ بانڈنگ ٹیکنالوجی شروع کی جو 2D اور 3D کو یکجا کرتی ہے۔ برقی رابطوں کے ذریعے زیادہ کرنٹ لے جانے کی صلاحیت حاصل کرنا، 10 مائیکرون اور اس سے نیچے کے ٹکرانے کی پچوں کی وصولی کو تیز کرنا، متضاد میڈیا میں اعلی باہم مربوط کثافت، بینڈوتھ اور کم بجلی کی کھپت کو لانا۔

نہ صرف Intel اور AMD، بلکہ معروف بین الاقوامی چپ مینوفیکچررز بشمول NVIDIA، Qualcomm، Xilinx وغیرہ بھی متضاد انٹیگریشن ٹیکنالوجی کو بہت اہمیت دیتے ہیں۔ گھریلو طور پر، Unisoc، Beijing Ingenics، اور Vimicro جیسی کمپنیاں بھی متضاد انضمام پر تحقیق اور ترقی کو فعال طور پر کر رہی ہیں اور متعلقہ مصنوعات اور حل شروع کر رہی ہیں۔ UNISOC کے ذریعہ نیا لانچ کیا گیا Tanggula T770 4-core ARM A76، 4-core ARM A55، Mali-G57 GPU اور بیس بینڈ چپس وغیرہ کو مربوط کرتا ہے۔ یہ متضاد انضمام کا ایک عام اطلاق ہے۔

روایتی "روڈ" سوچ کو توڑنے کی ضرورت ہے۔

اگرچہ متفاوت انضمام کے ترقی کے امکانات بہت وسیع ہیں، لیکن اس کا ادراک کرنا آسان نہیں ہے۔ ماؤ جنفا نے اس بات پر زور دیا کہ چونکہ مختلف خصوصیات اور افعال کے ساتھ میڈیا ایک دوسرے سے قریب سے جڑے ہوتے ہیں اور اکثر ایک دوسرے سے متصادم ہوتے ہیں، اس لیے متضاد سرکٹس کو ڈیزائن کرتے وقت، یہ ضروری ہے کہ برقی مقناطیسی-تھرمل-تناؤ، کثیر طبیعیات کے تعاون سے متعلق ڈیزائن، اور فعال/غیر فعال سرکٹ اینٹینا اور ڈیجیٹل/ایننالوگ کے کثیر فعلی تعاونی ڈیزائن کے مسائل کو حل کیا جائے۔ پروسیس مینوفیکچرنگ کے لحاظ سے، متضاد انضمام کے عمل کے پیرامیٹرز کی ایڈجسٹمنٹ بجلی، حرارت اور تناؤ کی کثیر طبعی خصوصیات سے بھی متاثر ہوگی۔ ان کے اندرونی تعلقات کو سمجھنا اور مقداری ڈیزائن اور اصلاح کے طریقہ کار میں مہارت حاصل کرنا ضروری ہے۔

سونگ جیکیانگ کا یہ بھی ماننا ہے کہ ہارڈ ویئر کے معاملے میں متفاوت انضمام کو ایک ہی فن تعمیر سے الگ ہونے کی ضرورت ہے، اور XPU فن تعمیر جو متعدد فن تعمیرات کو مربوط کرتا ہے مرکزی دھارے میں شامل ہو جائے گا۔ XPU فن تعمیر کی پیدائش نے سافٹ ویئر کے لیے اعلیٰ تقاضوں کو آگے بڑھایا ہے، کیونکہ ایسے ڈویلپرز جو ایک ہی وقت میں متعدد فن تعمیراتی پروگرامنگ زبانوں میں مہارت حاصل کر سکتے ہیں نایاب ہیں، اور سافٹ ویئر ہارڈ ویئر کی کارکردگی کو جاری کرنے کا ایک اہم حصہ ہے۔ سافٹ ویئر ماڈلز جو آرکیٹیکچرز اور ٹولز میں پروگرام کر سکتے ہیں جو پروگرامنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں انتہائی اہم ہیں۔

Intel نے چھ تکنیکی ستونوں کی تجویز پیش کی ہے، جنہوں نے XPU کے نفاذ میں کلیدی کردار ادا کیا، بشمول عمل، فن تعمیر، میموری، انٹر کنکشن، سیکورٹی اور سافٹ ویئر۔ اگرچہ متضاد کمپیوٹنگ ایک ہارڈ ویئر کی سطح کا مواد معلوم ہوتا ہے، لیکن اس کی صلاحیتوں کو اجاگر کرنے کے لیے چپس، سسٹمز اور سافٹ ویئر کے انضمام کی ضرورت ہوتی ہے اس سے پہلے کہ یہ کوئی کردار ادا کر سکے۔ پہلی چپ کی تہہ ہے، جو چپ پیکج کے اندر موجود ہیٹروجنیٹی کا حوالہ دیتی ہے اور اس کا "چھوٹے چپس" کے تصور سے گہرا تعلق ہے۔ دوسرا نظام کی پرت ہے، جس سے مراد ملٹی فنکشنل اور ملٹی آرکیٹیکچر کمپیوٹنگ آرکیٹیکچرز کا انضمام ہے۔ تیسرا سافٹ ویئر لیئر ہے، یونیفائیڈ کراس آرکیٹیکچر پروگرامنگ ماڈل oneAPI، جو سافٹ ویئر انٹرفیس کے سیٹ اور فنکشن لائبریریوں کے ایک سیٹ کے ذریعے ڈویلپرز کو مختلف فن تعمیرات پر پروگرامنگ کی سہولت فراہم کر سکتا ہے۔

متفاوت انضمام کی ترقی کے پیش نظر، ماؤ جنفا نے ایک مجموعی تحقیقی نظریہ پیش کیا، جو مربوط سرکٹس کی روایتی "سڑک" سوچ کو توڑنا ہے، جو ملٹی فزکس تھیوری پر مبنی ہے، جس میں متضاد انضمام کی صلاحیتوں کی تشکیل، کھیتوں اور سڑکوں کو ملا کر سیمی کنڈکٹ کی تکنیکی سمت کی رہنمائی کرنا ہے۔

دستبرداری: یہ مضمون "چین سیمی کنڈکٹر انڈسٹری ایسوسی ایشن" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مصنف کے ذاتی خیالات کی نمائندگی کرتا ہے اور Sacco Micro اور صنعت کے خیالات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ صرف دوبارہ پرنٹ کرنے اور اشتراک کرنے کے لیے ہے تاکہ املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کی جا سکے۔ دوبارہ پرنٹ کرنے کے لیے براہِ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

کمپنی کا فون نمبر: +86-0755-83044319
فیکس/FAX: +86-0755-83975897
ای میل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 منیجر لی

QQ: 332496225 منیجر Qiu

پتہ: کمرہ 809، بلڈنگ سی، ژانتاو ٹیکنالوجی بلڈنگ، نمبر 1079 منزی ایونیو، لونگہوا نیو ڈسٹرکٹ، شینزین