Công cụ AI tổng hợp của Nvidia mang lại hiệu suất tăng gấp 60 lần cho các nhà sản xuất chip

Nvidia đã thông báo tại GTC 2024 rằng TSMC và Synopsys hiện đã sử dụng phần mềm cuLitho của mình trong sản xuất để tăng tốc độ in thạch bản tính toán, một khối lượng công việc chính giúp các nhà sản xuất chip vượt qua những hạn chế khi họ chuyển sang các bóng bán dẫn 2nm và nhỏ hơn được sản xuất bằng các công cụ sản xuất chip tiên tiến mới nhất, như EUV NA cao. Công suất tính toán cần thiết để sản xuất chip ngày nay đang tăng lên theo mỗi nút mới và Nvidia đã giới thiệu một ví dụ về hệ thống chạy bằng cuLitho với 350 GPU H100 giúp tăng tốc hiệu suất 60X cho khối lượng công việc thường yêu cầu 40.000 hệ thống CPU xử lý tối đa 30 triệu giờ tính toán trở lên.

>>> Xem ngay: NVIDIA tuyên bố là nhà sản xuất của ngành công nghiệp AI, dự kiến ​​sẽ kiếm được 87 tỷ USD vào năm 2024

Nvidia đã công bố cuLitho vào năm ngoái, nhưng công ty hiện cũng đã tích hợp AI tổng quát vào quy trình làm việc, do đó mang lại tốc độ tăng thêm gấp 2 lần so với mức tăng vốn đã rất ấn tượng. Nhìn chung, Nvidia tuyên bố cuLitho giảm đáng kể thời gian cần thiết cho khối lượng công việc in thạch bản tính toán nặng nề của tất cả các loại và với việc Synopsys tích hợp công nghệ này vào các công cụ phần mềm của mình, nó cũng có khả năng lan sang các nhà sản xuất chip khác.

Việc in các đặc tính ở quy mô nanomet trên chip đòi hỏi một khối thạch anh trong suốt gọi là mặt nạ quang. Thạch anh có hoa văn in dấu của thiết kế chip và hoạt động giống như một tấm giấy nến. Bằng cách chiếu tia cực tím qua mặt nạ, được gọi là độ phơi sáng, thiết kế chip có thể được khắc trên tấm bán dẫn, từ đó tạo ra hàng tỷ bóng bán dẫn 3D và cấu trúc dây bao gồm một con chip hiện đại.

Các công cụ sản xuất chip ban đầu sử dụng một mặt nạ quang duy nhất để in toàn bộ một tấm bán dẫn, nhưng các chip mới yêu cầu độ phân giải cao đến mức mặt nạ quang được sử dụng cùng với một kẻ ô để in từng khuôn trên tấm bán dẫn riêng lẻ. Mỗi thiết kế chip yêu cầu nhiều mức phơi sáng để xây dựng thiết kế chip theo từng lớp và số lượng mặt nạ ảnh được sử dụng trong quá trình sản xuất chip thay đổi tùy theo chip; nó thậm chí có thể vượt quá 100 mặt nạ. Tuy nhiên, các vấn đề mới đã nảy sinh do đặc tính in của công cụ này mịn hơn bước sóng của tia cực tím được sử dụng để phơi sáng. 

Việc các tính năng tiếp tục bị thu hẹp đã dẫn đến các vấn đề về nhiễu xạ, về cơ bản làm 'làm mờ' thiết kế được in trên silicon. Những vấn đề về khiếm khuyết quang học này xảy ra do một số yếu tố, như độ cong của gương, tính chất hóa học và độ lệch vị trí, cùng nhiều yếu tố khác, đòi hỏi phải có biện pháp giảm nhẹ để đảm bảo thiết kế được in không có lỗi. 

Các kỹ thuật Công nghệ nâng cao độ phân giải (RET) kết hợp với kỹ thuật in thạch bản tính toán sẽ giải quyết các vấn đề về độ rõ nét bằng cách thực hiện các phép toán phức tạp nhằm tối ưu hóa bố cục mặt nạ, bẻ cong ánh sáng theo cách mà các nhà sản xuất chip có thể đạt được độ phân giải cao hơn trước. Tuy nhiên, nhiệm vụ này ngày càng đòi hỏi nhiều tính toán hơn khi các tính năng ngày càng thu hẹp hơn và có thêm hàng tỷ bóng bán dẫn được thêm vào mỗi thiết kế, tạo ra khối lượng công việc tính toán ngày càng tăng theo mỗi thế hệ chip mới.

Chìa khóa để giải quyết vấn đề nằm ở việc tạo ra các mặt nạ ngày càng tinh vi hơn, nhưng chúng cực kỳ phức tạp - ví dụ: Intel cho biết mỗi mặt nạ của họ chứa tương đương với 5 petabyte dữ liệu đáng kinh ngạc hoặc gấp 10 lần dữ liệu so với một Phim IMAX. EUV NA cao và các kỹ thuật mới, như Công nghệ in thạch bản nghịch đảo (ILT), sử dụng mặt nạ đường cong, dự kiến ​​sẽ tăng lượng xử lý dữ liệu cho mặt nạ lên gấp 10 lần trong những năm tới.

Sự ra đời của máy ghi đa tia, một loại công cụ tạo mặt nạ mới, cho phép kiểm soát tốt hơn quy trình tạo mặt nạ và tạo ra các thiết kế phức tạp hơn nhiều, giống như các thiết kế được tìm thấy trong mặt nạ đường cong. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi tính toán mạnh mẽ hơn nhiều. cuLitho của Nvidia được thiết kế để chuyển khối lượng công việc in thạch bản tính toán sang GPU và thông qua thư viện phần mềm của công ty, giảm lượng thời gian cần thiết để hoàn thành bất kỳ khối lượng công việc nhất định nào. 

Thư viện cuLitho có thể được tích hợp vào phần mềm in thạch bản tính toán để thiết kế mặt nạ bằng ILT (hình dạng đường cong), Hiệu chỉnh tiệm cận quang học (OCP, sử dụng hình dạng 'Manhattan') và Tối ưu hóa mặt nạ nguồn (SMO). 

Giờ đây, cuLitho đã sử dụng AI tổng hợp và đã được chuyển sang sản xuất, Nvidia đã chia sẻ kết quả thử nghiệm của mình, với khối lượng công việc ở Manhattan được cải thiện 58 lần, thiết kế mặt nạ cong được tăng tốc 45 lần và khối lượng công việc Nvopc được tăng tốc 40 lần.

TSMC hiện đang sử dụng cuLitho trong hoạt động sản xuất mặt nạ của mình và đạt được hiệu quả tuyệt vời; Tiến sĩ CC Wei, Giám đốc điều hành của TSMC cho biết: “Việc hợp tác của chúng tôi với NVIDIA để tích hợp tính toán tăng tốc GPU vào quy trình làm việc của TSMC đã mang lại những bước nhảy vọt về hiệu suất, cải thiện thông lượng đáng kể, thời gian chu kỳ được rút ngắn và giảm yêu cầu về năng lượng”. “Chúng tôi đang chuyển NVIDIA cuLitho vào sản xuất tại TSMC, tận dụng công nghệ in thạch bản tính toán này để thúc đẩy một thành phần quan trọng của quy mô bán dẫn”

Nguồn tin: Tomshardware

>>> Xem thêm các bài viết liên quan: 

Người dùng Windows bắt đầu có xu hướng chuyển sử dụng MacBook nhiều hơn

Cách kiểm tra tín hiệu Wi-Fi trên PC, laptop chạy Windows 11

Microsoft cho phép người dùng xóa vĩnh viễn ứng dụng OneDrive ra khỏi Windows