Le réseau de distribution d’alimentation arrière (BS PDN) pour les puces de nouvelle génération est un avantage bien connu et largement discuté de la future technologie de processus. Alors qu’Intel et TSMC parlent de BSPDN depuis un certain temps, Samsung n’a partagé que récemment des détails sur ses expériences de distribution d’énergie par l’arrière. Il semble que l’entreprise s’attende à des avantages assez notables de cette innovation.
Dans un article présenté au symposium VLSI fin juin, Samsung Electronics a indiqué que l’application d’un réseau de distribution d’alimentation arrière entraînait une réduction de 14,8 % de la zone d’un processeur non divulgué par rapport au PDN frontal traditionnel, rapporte The Elec (via @harukaze5719). Pendant ce temps, le document a spécifiquement mis en évidence deux circuits Arm, où ils ont observé des réductions de surface de 10,6% et 19%, respectivement. Une réduction de 10% à 19% de la surface de la puce est un avantage majeur car elle permet soit d’emballer 10% à 19% de transistors en plus et de gagner en performance, soit de réduire les coûts d’une puce donnée.
Une autre chose que Samsung a mentionnée dans son article était une réduction de 9,2 % de la longueur du câblage. Le rail d’alimentation arrière permet généralement des fils plus épais avec une résistance plus faible et, par conséquent, peut conduire des courants plus élevés pour des performances plus élevées. Une réduction supplémentaire de la longueur du câblage apportera également des avantages supplémentaires en termes de performances.
Les avantages supplémentaires facilités par la fourniture d’alimentation arrière que Samsung a révélés étaient les boutons de co-optimisation de la technologie de conception qui ont permis une amélioration de 3,6 % de Fmax, une réduction de 2,4 % de la zone de bloc standard et une amélioration des performances de bloc standard de 1,6 %.
Plus tôt cette année, Intel a détaillé son réseau d’alimentation arrière PowerVia qui sera utilisé pour sa technologie de fabrication 20A (classe 2 nm) et au-delà. Les avantages de l’utilisation d’un rail d’alimentation arrière sont largement reconnus et les découvertes de Samsung prouvent la théorie. Les câbles d’alimentation peuvent être rendus plus substantiels en déplaçant les rails d’alimentation vers l’arrière et en les isolant du câblage d’E/S. Cet épaississement réduit les résistances dans les étapes finales de production, améliorant les performances et diminuant la consommation d’énergie. De plus, cette séparation conduit à une zone logique réduite, ce qui entraîne des économies de coûts.
Samsung n’a pas révélé quand il prévoit de mettre en œuvre son BS PDN et avec quel nœud. La société est actuellement en train de peaufiner sa technologie de fabrication SF3 basée sur des transistors gate-all-around de classe 3 nm de 2e génération et vise à l’utiliser pour la production de masse en 2024. La société a également SF3P et SF2 de classe 2 nm attendus en 2025. Il est peu probable que Samsung utilise un rail d’alimentation arrière pour SF3 l’année prochaine, la société pourrait envisager de mettre en œuvre son BS PDN dans SF3P ou SF2 en 2025.