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從2017年到現在，不到兩年時間里X86處理器行業的變化要比過去五年都要大，標志性事件就是AMD重返高性能處理器市場，除了在桌面處理器力推8核16線程處理器之外，在服務器市場上還推出了32核64線程處理器，前不久更推出了7nm的64核128線程“羅馬”處理器，而AMD成為多核狂魔的背后是巧妙地利用了MCM多芯片模塊技術，這也是大家調侃的膠水多核技術。

雙核Pentium D時代，大家聽到膠水多核就一臉鄙夷，不過2018年的今天，不僅是AMD在使用膠水多核技術，去年還在用膠水多核延遲高、性能差等缺點打擊AMD EPYC處理器的英特爾今年也推出了膠水多核的48核處理器，未來還會把膠水多核技術發揚光大。

膠水多核到底好不好？這個事不是簡單一句話能說明的，今天的超能課堂里我們就來聊聊MCM膠水多核技術的過去及未來。

摩爾定律失效，提升頻率、增加核心之路不容易

對CPU處理器來說，人們追求的不外乎三點——性能越來越高、功耗越來越低、價格越來越便宜，定價這事不僅跟技術有關，還跟廠商的商業策略有關，這個問題不是技術能解釋的，但是性能、功耗這事跟技術是直接關聯，其中性能提升又是最重要的。

在半導體工藝逐漸逼近物理極限的情況下，指望未來的7nm、5nm甚至3nm工藝解救處理器是不太可能了，不過我們上面所說的種種弊端還是針對的單片電路（monolithic）的，既然單一芯片不容易提升，那就來多個芯片吧，這就是MCM（multi-chip module，多芯片模塊）設計了，這種設計也就是被大家調侃的膠水多核。

MCM多芯片模塊也不是什么新鮮玩意了，該技術也有數十年歷史了，這么多年的發展也衍生出了諸多不同的MCM多芯片技術，所以盡管看起來都是“膠水多核”，但是不同的“膠水”效果也是不一樣的，芯片封裝技術多年來也是在不斷進步的。

MCM膠水多核就只有現在這個樣子了嗎？并不是，AMD前不久宣布了7nm Zen 2架構羅馬處理器，它最大的特點就是將CPU核心數提升到了64核128線程，比現在又翻了一倍，多核狂魔名不虛傳。為了實現最多64核128線程的設計，AMD是會繼續MCM膠水多核，不過這次的多核架MCM又不一樣了。

從AMD公布的信息來看，7nm羅馬處理器的MCM是8+1架構，很有眾星捧月的感覺。在這個MCM多芯片架構中，AMD將CPU內核與IO單元分離，四周的8個小核心是純CPU內核，而DDR內存控制器、PCIe控制器、IF控制器等IO單元單獨做成了一個核心。

除了CPU內核與IO單元分離，7nm羅馬處理器的還使用了不同工藝——核心的IO單元是14nm工藝的，GF代工的，而四周的CPU核心是7nm工藝的，臺積電代工的。這樣做也是為了降低成本，因為IO單元并不需要那么先進的制程工藝。

AMD在羅馬處理器上的MCM結構讓人聯想到了英特爾之前的EMIB多芯片封裝技術，二者在這方面可以說是異曲同工，殊途同歸，都是在一個處理器封裝內集成不同工藝的核心，英特爾的EMIB封裝中CPU核心、核顯可以是10nm的，通訊及其他IP核心可以用14nm甚至22nm工藝。

此外，英特爾還對比過EMIB封裝與傳統2.5封裝的優缺點，表示EMIB技術具有正常的封裝良率、不需要額外的工藝、設計簡單等優點。

：MCM膠水多核或許是未來處理器的常態

從被人調侃到重獲重視，MCM多芯片模塊這么多年來又重新成為多核處理器的有力武器，特別是在核心數超過的服務器處理器上。另一方面，如今的MCM多芯片設計在技術水平上也跟當年簡單粗暴的膠水多核不一樣了，主要擔心的延遲問題上，英特爾之前提到他們的EMIB技術相比單片電路的延遲只增加了10%，而別的技術方案中延遲甚至會增加50%之多。

不過MCM多芯片技術對主流桌面處理器影響就沒這么大了，未來兩年高端桌面處理器應該或是8核16線程為主，所以AMD下一代的銳龍3000桌面處理器是否還會使用核心、IO分離的設計很值得關注。