À mesure que la loi de Moore approche de ses limites physiques et économiques fondamentales, l'industrie des semi-conducteurs est confrontée à des défis sans précédent pour maintenir la croissance des performances. Cette étude décrit l'évolution révolutionnaire de l'interconnexion définie par logiciel (SDI) vers le système défini par logiciel au niveau du wafer (SDSoW) ; cette architecture disruptive SDSoW dépasse les contraintes de scaling traditionnelles grâce à l'intégration hétérogène au niveau du wafer. Le SDSoW proposé dans cet article permet une reconfiguration dynamique de milliers de petites puces de calcul sur l'ensemble du wafer, réalisant une mise à l'échelle des performances supralinéaire et améliorant considérablement l'efficacité énergétique. Nous avons construit un cadre théorique complet, couvrant des modèles mathématiques pour des dimensions clés telles que la flexibilité des interconnexions et le scaling de l'intégration, et proposé un schéma de reconfiguration architecturale dynamique piloté par les applications (ADR), qui optimise en temps réel l'allocation des ressources au niveau du wafer et devrait favoriser l'émergence d'une intelligence dans les systèmes hétérogènes à large échelle. Les résultats de simulation sur 128 à 1024 nœuds démontrent que SDSoW surpasse les systèmes multi-puces traditionnels, avec un débit amélioré d'environ 3,73 à 4,39 fois, une réduction de la latence d'environ 79,2 % et une efficacité énergétique multipliée par environ 2,8. En tant que révolution technologique comparable à l'invention des circuits intégrés (IC), cette solution ne dépend pas de la réduction des procédés, mais offre une voie viable pour dépasser la loi de Moore grâce à une conception architecturale innovante.

interconnexion définie par logiciel (SDI); système défini par logiciel au niveau du wafer (SDSoW); intégration au niveau du wafer; intelligence émergente; calcul hétérogène