En plus de la nouvelle superpuce H100, Nvidia a présenté une toute nouvelle technologie lors de la conférence GTC qui s’est récemment terminée rien. Cela assurera une accélération fondamentale du processus de production lithographique. Il se concentre sur l’une des parties les plus critiques de l’ensemble du développement – le calcul du photomasque, qui est nécessaire pour transférer la conception de la puce sur la tranche de silicium elle-même.
La complexité de cette technologie est bien illustrée par le graphique ci-dessous avec le processus de production sur l’axe horizontal et le temps processeur et le nombre de centres de données nécessaires sur l’axe vertical. Alors qu’il y a onze ans, environ 10 millions d’heures de processeur par an suffisaient pour calculer le photomasque avec l’architecture Kepler 28 nm, avec le Hopper actuel, c’est jusqu’à mille fois plus. Les demandes sont donc énormes et insoutenables à l’avenir.
La raison pour laquelle le calcul du photomasque pour transférer la conception de la puce devient de plus en plus complexe est en fait simple : la diffraction se produisant sur les éléments optiques qui transfèrent l’image sur la plaquette. Ce phénomène est bien connu de tous les photographes qui recherchent la limite de diffraction de leurs objectifs : c’est-à-dire la valeur d’ouverture à laquelle la diffraction commence à affecter la netteté des images. Mais sur le photomasque, qui contient une conception de puce avec 80 milliards de transistors, il n’est pas possible de simplement changer l’ouverture et d’éliminer la réfraction de la lumière.
La source de lumière illumine le photomasque contenant la conception de la puce. L’objectif dirige l’image résultante de ce modèle sur une plaquette de silicium (source : Nvidia)
Au contraire, le photomasque doit s’adapter à la diffraction, qui contient la conception de la puce avec une correction telle qu’après avoir traversé tous les éléments optiques, elle atterrit sur la plaquette dans la forme initialement prévue. De plus, chaque puce est constituée de dizaines à centaines de couches, où un nouveau photomasque doit être calculé pour chacune d’entre elles. Pour les conceptions les plus complexes, un seul masque peut prendre plusieurs jours à plusieurs semaines à calculer. Et cela malgré le fait que, selon Nvidia, jusqu’à 40 000 serveurs s’en chargent.
Sur la gauche se trouve le design final de la puce : les formes peuvent être imaginées comme de très petits trous. Afin de transférer avec précision cette conception, le photomasque doit ressembler à l’image de droite.
cuLitho peut réduire ce temps plusieurs fois, et avec l’architecture Hopper actuellement introduite et la puce H100, cela devrait prendre huit heures pour calculer un photomasque au lieu de deux semaines. cuLitho est une bibliothèque logicielle qui utilise des dizaines d’algorithmes parallèles qui accélèrent le calcul lui-même et optimisent l’utilisation du temps processeur.
Nvidia n’a pas dévoilé beaucoup de détails et, entre autres, cuLitho est classé comme logiciel sensible qui ne devrait pas parvenir en Chine en raison des sanctions commerciales. TSMC de Taïwan, ASML des Pays-Bas et Synopsys des États-Unis commencent actuellement à l’intégrer dans leurs processus.
