日前,，一個聲稱其成員來自53家公司的組織舉辦了其第一次關(guān)于為加速器創(chuàng)建小芯片(chiplet)開放標(biāo)準(zhǔn)的研討會。該研討會的目的是在半導(dǎo)體發(fā)展步伐放緩的當(dāng)下,，實(shí)現(xiàn)SoC的低成本替代方案,。
這個名為“開放特定領(lǐng)域架構(gòu)(ODSA)”的組織，隸屬于Facebook創(chuàng)建的開放計算項(xiàng)目(Open Compute Project)框架下,，他們最近宣布了其第一個開源硅項(xiàng)目,。但該項(xiàng)目正面臨技術(shù)難題和商業(yè)障礙，阻礙了其市場化動力，目前尚不清楚這項(xiàng)躊躇滿志的計劃能否獲得積極響應(yīng)和廣泛參與,。
迄今為止,，已經(jīng)有很多公司早早地創(chuàng)建了自己的 chiplet 生態(tài)系統(tǒng)，包括Marvell的MoChi,、英特爾的EMIB以及初創(chuàng)公司zGlue提供的產(chǎn)品,。而且早在去年夏天，英特爾就已發(fā)布了針對其EMIB封裝技術(shù)的開源AIB協(xié)議,，作為其DARPA研究計劃中小芯片研究的一部分,。
Chiplet是業(yè)界為了彌補(bǔ)硅工藝技術(shù)增長放緩所做的幾項(xiàng)努力之一。 它們起源于多芯片模塊,，誕生于20世紀(jì)70年代,，最近在AMD的Ryzen和Epyc x86處理器等產(chǎn)品中作為一種節(jié)省成本的技術(shù)而重新煥發(fā)活力。
“目前所有的多芯片接口都是專有的,。我們團(tuán)隊想要建立的是一個開放接口,，讓你可以組裝出最好的芯片，” Netronome工程師,，同時也是ODSA的創(chuàng)始人Bapi Vinnakota表示,，該公司旨在為OSDA組織提供多核網(wǎng)絡(luò)處理器中使用的800Gbps架構(gòu)提供寄存器傳輸級(RTL)設(shè)計。
作為一個開始,，其他ODSA成員在研討會上提出以一個簡單的“線束”作為初始物理層接口,，它可以以1、2或4 Gbits /秒/ pin的可選速率在有機(jī)基板上運(yùn)行,。
未來的接口還可能包括CCIX,、112G和56G serdes以及RISC-V TileLink。該組織建議將來使用PCIe PIPE抽象層來實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議和PHY物理層,。盡管其成員主要精力在數(shù)據(jù)中心,，但ODSA最終的目標(biāo)也包括為移動和邊緣系統(tǒng)提供芯片。
ODSA的目標(biāo)是圍繞PCIe創(chuàng)建快速概念驗(yàn)證,，同時定義其接口,。(來源：ODSA)
該組織將研究相干和非相干內(nèi)存鏈路的混合應(yīng)用，并采用turbo模式實(shí)現(xiàn)雙向流量,。 但它似乎拒絕了英特爾的AIB協(xié)議,，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)速率和引腳排列太有限。
ODSA計劃于年底前展示其基于PCIe的概念驗(yàn)證,。同時,，它將充實(shí)其PHY、協(xié)議以及其他規(guī)范,。建議工程師們可以在明年開始進(jìn)行商業(yè)化的工作,。
該組織還旨在為 chiplets 定義業(yè)務(wù)流程,。ODSA的另一位創(chuàng)始人，NXP公司營銷總監(jiān)Sam Fuller表示,，它將為不同的行業(yè)細(xì)分提供有價值的建議,，并為已知合格芯片(KGD)定義測試認(rèn)證。他補(bǔ)充說,，ODSA還需要吸引包括封裝供應(yīng)商在內(nèi)的幾個主要參與者,。
ODSA其他活躍成員還包括監(jiān)督概念驗(yàn)證的FPGA供應(yīng)商Achronix公司和提供電源和散熱問題觀點(diǎn)的On Semiconductor公司。初創(chuàng)公司Kandou,、SiFive和zGlue也是該組織的聯(lián)合創(chuàng)始公司,。
大約有70人參加了ODSA首屆活動，其中約20人參加了直播活動,。 “每隔兩,、三個星期就會有四、五個新的有識之士參與進(jìn)來,，” 該組織的Vinnakota表示,，該組織于2018年10月開始與七家公司合作。
三星曾在其北美總部舉辦的活動中討論到ODSA,，并表示出其對該組織的支持,。
“我們正在定義公司的chiplet策略，僅我個人而言,，我看到了很多人對chiplet的濃厚興趣,，”三星電子美洲戰(zhàn)略高級主管 Craig Orr說。
“我見過許多公司從3D堆疊中做出引人注目的東西,，他們將晶圓最大限度切割并拼接在一起,。還有許多網(wǎng)絡(luò)公司正在分離I/O芯片，這使得今天的serdes傳輸可以在未來切換到硅光子傳輸,，“他說,。
隨著成本的上升，“生產(chǎn)前沿工藝節(jié)點(diǎn)芯片的公司越來越少,，因此如果我們可以通過采用 chiplet 降低成本,，這將會給我們帶來更多的客戶，”他補(bǔ)充道,。
對于Facebook和其他大型數(shù)據(jù)中心而言,，定義硅芯片是定義一系列系統(tǒng)、電路板和模塊之后的下一個重大飛躍,。隨著芯片發(fā)熱量上升，目前廣泛使用液體冷卻的價格也水漲船高,，這讓他們倍感壓力,。
包括AMD、英特爾、英偉達(dá),、Qualcomm,、賽靈思和人工智能初創(chuàng)公司Graphcore和Habana等公司在內(nèi)的一個組織，與Facebook合作定義了一個用于冷卻高端芯片的模塊,，這個模塊與一個大的咖啡馬克杯一樣大小,，被稱為OCP加速器模塊(簡稱OAM)，它的設(shè)計目標(biāo)為最多容納8個芯片,，在風(fēng)冷系統(tǒng)中每個芯片的功率達(dá)到450W,，在水冷系統(tǒng)中高達(dá)700W。
該模塊最初只是為追求高性能的AI機(jī)器培訓(xùn)工作而設(shè)計,，現(xiàn)在Facebook相信它也能用于推理系統(tǒng),。“我們提供了一個700W功率的選項(xiàng),，因?yàn)榈拇_有公司在考慮采用,，”Facebook硬件工程師Whitney Zhao表示，她談起了英偉達(dá)公司與一所大學(xué)研究的多芯片GPU,。
“450W是頂線,，高于450W，冷卻問題就可能對我們產(chǎn)生很大影響,。液體冷卻對數(shù)據(jù)中心會產(chǎn)生巨大影響,。 我們需要時間來構(gòu)建這個基礎(chǔ)設(shè)施 - 這是我們現(xiàn)在的主要議題之一?！?她說,。
Open Compute成員已經(jīng)將各種系統(tǒng)用于加速器。(來源：ODSA)
與此同時,，包括OAM在內(nèi),，F(xiàn)acebook和微軟在他們的數(shù)據(jù)中心中使用了至少五種系統(tǒng)構(gòu)成封裝，而且還會有越來越多的系統(tǒng)構(gòu)成出現(xiàn),。Facebook和合作伙伴將在今年開始為新模塊定義通用基板,、機(jī)箱和托盤。
“我們需要一個開放的加速器基礎(chǔ)架構(gòu),，” Zhao說,，她還提到她在參加ODSA會議后了了解芯片級選項(xiàng)。
對于芯片供應(yīng)商來說,，越來越多的系統(tǒng)目標(biāo)“令人大開眼界,，我們的著陸區(qū)就是一份厚厚的菜單，”Netronome公司的Vinnakota說,?！拔覀兊脹Q定我們的目標(biāo)模塊,，再搞清楚用哪些產(chǎn)品。簡單來說,，答案是目前我們還沒有明確的想法,，我們愿意接受任何幫助來搞清楚我們要的是什么?！?他補(bǔ)充說,。