从历史上看，英特尔将其积累的所有芯片知识用于推进摩尔定律，并将这些知识应用到其未来的 CPU 中。如今，其中一些高级处理器将用于阿贡国家实验室即将推出的“Aurora”超级计算机。
然而，要求苛刻的模拟和建模工作负载也能从 GPU 加速中获益匪浅。认识到这一不断增长的需求，英特尔着手设计和构建迄今为止最复杂的 GPU，并在非常紧迫的时间内完成。
这项努力的结果是，以前代号为“Ponte Vecchio”的英特尔 Max 系列 GPU将 1000 亿个晶体管和 47 个区块打包到五个工艺节点上。
除此之外，它们还包括两项封装创新，即 EMIB 2.5D 和 Foveros 3D 技术，以及将模块堆叠在一起以获得更高的处理器密度。
英特尔 Max 系列 GPU 产品经理 Duke Tallam 表示：“英特尔 Max 系列 GPU 的开发周期非常紧凑，因此将其变为现实就像挑战我们的团队一年盖房子，明年建造摩天大楼。”
“迄今为止，GPU 是我们最复杂的处理器，代表了英特尔硅产品的巨大飞跃。然而，整个封装可以放在一个人的手掌中。”
众多创新将 MAX 系列 GPU 推向市场
Max 系列 GPU 的巨大复杂性需要全球英特尔团队成员的支持。在俄勒冈州和亚利桑那州的工厂完成技术开发过程后，硅片被运往英特尔在槟城的制造工厂进行大批量生产。
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不过，要达到那个阶段，需要创造性的解决方案，因为英特尔需要对其制造过程进行多次修改。首先，英特尔将芯片晶圆互连的间距缩小到 36μm，大约是人类头发的宽度。
这是 Intel 晶圆厂或工厂成功使用过的最细粒度的pitch。
英特尔工厂还开发了一种在工厂生产线上测试裸片的新方法——称为单一堆叠裸片测试 (SSDT)。SSDT 确保在添加其他昂贵的组件(如基板 和高带宽内存 (HBM) 芯片)之前，只有功能正常的芯片才能在制造过程中向前推进 。
该公司还找到了一种将管芯焊接到封装上的新方法，将工艺能力提高了 50%。最后，该小组开发了先进的晶圆级组装工艺，将可靠性提高了十倍。
除了 GPU 的技术复杂性之外，验证过程还涉及在最少数量的样本 GPU 上完成硅前测试的挑战。
因此，该团队不再依赖物理样本进行测试，而是转向虚拟模拟来展示虚拟芯片在真实场景中的表现。在其他地方，工程师采用其他创造性方法来加速测试过程，例如在从事该项目的许多团队成员之间运行并行工作流的方法。
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当被问及在两年内将 GPU 推向市场所需的巨大努力时，英特尔的 Tallam 提出了他的观点。
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“我们在制造处理器方面拥有半个多世纪的经验，但设计 GPU 的复杂性和性能要求需要我们过去的所有知识和技能。”
Tallam 继续说道，“Max 系列 GPU 有助于弥合当今已经令人难以置信的 HPC 系统与世界上少数能够或将要达到 exascale 级性能的系统之间的差距。
因此，我们以意大利佛罗伦萨著名的桥梁命名 GPU 似乎是正确的。
Max 系列 GPU 桥既美观又功能非凡。我们的团队对更小规模的 GPU 也有同样的看法。”
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这些数据中心 GPU 与新推出的 Intel Xeon CPU Max 系列处理器的综合能力将加速工作负载，从而在比以前更短的时间内揭示有价值的结果。阿贡国家实验室是 Max 系列的首批采用者之一。
其团队计划部署 60,000 个 Max 系列 GPU，平均分配给 10,000 个服务器刀片。
每个刀片还将依靠两个 Intel Xeon CPU Max 系列处理器(这些是带有 HBM 内存的“Sapphire Rapids”Xeons SP)来最大化 Aurora 的架构，以应对一些有史以来最重要的科学工作负载。
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一旦 ANL 在其旗舰 Aurora 系统上部署完整的 Max 系列 GPU 和 CPU，其双精度计算性能将超过 2 exaFLOPS。
研究人员已经计划将所有计算能力用于一些最具挑战性的科学问题，例如宇宙建模、推进基于聚变的安全能源解决方案、帮助实现医学突破或更精确地预测飓风。
这些 GPU 代表了英特尔雄心勃勃的多年IDM 2.0 产品领导、创新和长期客户价值战略的核心组成部分。
汇集一切
去年 11 月，马来西亚的槟城组装与测试 (PGAT) 员工庆祝了首批 60,000 个 GPU 的制造。马来西亚拥有英特尔最大的组装和测试制造工厂，由四家工厂组成。
槟城组装与测试 (PGAT) 工厂经理 Wong Mei Fong 在她 28 年的英特尔职业生涯中经历了很多挑战。尽管如此，与 GPU 的 1,500 名团队成员的复杂性和协调性相比，它们都相形见绌。
PGAT 需要用通常与这种规模的项目相关的一半时间来满足生产需求。为了使这一切成为可能，其他团队和工厂也支持这项工作。
“该产品的众多复杂性是无与伦比的。由于时间紧迫，我们面临的严峻挑战变得更加困难，”Mei Fong 说。“尽管存在这些障碍，我们在合作伙伴组织的宝贵帮助下实现了最初看似不可能的目标。”
宝贵的教训
从开发和制造 GPU Max 系列中获得的综合经验为未来的生产流程带来了新的见解，这将加速即将推出的处理器的交付。Tallum 指出，“我们对最新的处理器版本感到兴奋，我们很自豪有机会为实现突破性科学尽自己的一份力量。”
