加利福尼亞州圣克拉拉市 - Momentum繼續(xù)在創(chuàng)建開放式芯片生態(tài)系統(tǒng)的過程中慢慢融合,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)中來自多個(gè)供應(yīng)商的芯片組的異構(gòu)集成,。
Chiplet代表了通過暴力擴(kuò)展來彌補(bǔ)性能降低的幾項(xiàng)努力之一; 這是摩爾定律的放緩,。雖然包括英特爾,,Marvell和創(chuàng)業(yè)公司zGlue在內(nèi)的各個(gè)芯片公司以及思科等系統(tǒng)公司在創(chuàng)建自己的芯片生態(tài)系統(tǒng)方面取得了一些成功,,但迄今為止的努力依賴于專有的多芯片接口。
開發(fā)一個(gè)全行業(yè)的開放式芯片生態(tài)系統(tǒng),,允許設(shè)計(jì)人員組裝包含來自多個(gè)供應(yīng)商的組件的“同類最佳”芯片,,不僅需要標(biāo)準(zhǔn)的開放接口,還需要在晶圓測(cè)試和熱管理以及創(chuàng)建等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,,新的商業(yè)模式,。
上周在開放領(lǐng)域特定架構(gòu)(ODSA)小組的第二次研討會(huì)上展示了開放小芯片生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)展 - 如果進(jìn)展緩慢,該組織現(xiàn)在聲稱有大約70家成員公司正在努力為小芯片定義開放接口基于設(shè)計(jì),,尋求創(chuàng)建符合堆棧的可互操作小芯片市場(chǎng),。ODSA在開放計(jì)算項(xiàng)目的框架下運(yùn)作。
根據(jù)英特爾高級(jí)首席工程師兼英特爾首席技術(shù)官辦公室流程和產(chǎn)品集成總監(jiān)Ramune Nagisetty的說法,,芯片組的需求基于新工作負(fù)載的出現(xiàn)以及架構(gòu)和封裝技術(shù)的進(jìn)步,。
Ramune Nagisetty是英特爾高級(jí)首席工程師兼流程和產(chǎn)品集成總監(jiān),上周在ODSA研討會(huì)上主持了小組討論,。(來源:開放計(jì)算項(xiàng)目)
“這個(gè)行業(yè)已經(jīng)到了一個(gè)拐點(diǎn),,”Nagisetty說?!拔覀冇袡C(jī)會(huì)通過芯片的創(chuàng)新繼續(xù)擴(kuò)展封裝集成,。”
一年前,,英特爾發(fā)布了其EMIB封裝的AIB協(xié)議,,作為其在DARPA小芯片研究計(jì)劃中的工作的一部分。在上周的ODSA研討會(huì)上,,英特爾通過推出5.2版PCI Express(PIPE)PHY接口來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),,這是PCI Express接口的精簡(jiǎn)版本,被描述為可配置的短距離PHY,。
與此同時(shí),,ODSA集團(tuán)繼續(xù)致力于推進(jìn)其自己的開放式線束(BOW)物理層接口。在ODSA研討會(huì)上,,Netronome的工程師和ODSA工作組的負(fù)責(zé)人Bapi Vinnakota積極招募了針對(duì)BOW界面的代工廠和芯片支持,,并推出了一個(gè)新的小芯片設(shè)計(jì)交換項(xiàng)目,使公司能夠制作開放式小芯片物理描述,,通常使用zGlue開發(fā)的數(shù)據(jù)交換格式以機(jī)器可讀的形式保密,。
“當(dāng)你在一個(gè)開放的組織工作時(shí),分享機(jī)密信息非常困難,,”Vinnakota說,。
(來源:開放計(jì)算項(xiàng)目)
BOW界面最初是在3月份的ODSA第一次研討會(huì)期間提出的。BOW的想法是提供一個(gè)通用且簡(jiǎn)單的并行接口,,以相對(duì)較低的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行,,以便將舊節(jié)點(diǎn)中的芯片集成到系統(tǒng)中,例如集成關(guān)鍵RF組件 - 高級(jí)SiP,。
除了成長(zhǎng)的痛苦,,ODSA正在開發(fā)開放式芯片生態(tài)系統(tǒng)方面取得穩(wěn)步進(jìn)展。根據(jù)Nagisetty的說法,,從外部看起來令人痛苦的緩慢進(jìn)展實(shí)際上反映了其他主要技術(shù)拐點(diǎn)常見的斜坡,,這些曲線首先緩慢地聚集在一起,然后以穩(wěn)定的加速速度聚集在一起,。
“我認(rèn)為在三到五年的時(shí)間內(nèi),,我們將以一種截然不同的方式看待所有事情,”Nagisetty在接受EE Times采訪時(shí)說,。事情正在開始,,坡道緩慢,但步伐會(huì)加快,,隨著每個(gè)標(biāo)準(zhǔn),,規(guī)范和工具的落實(shí),變化的速度將會(huì)增加,。我認(rèn)為在三到五年的時(shí)間框架內(nèi),,這種[基于芯片的設(shè)計(jì)]將成為更多的規(guī)則而不是例外?!?/p>
基于芯片級(jí)設(shè)計(jì)的許多支持者指出的一個(gè)節(jié)省成本的成功案例是AMD即將推出的7-nm Epyc CPU,,它具有多達(dá)8個(gè)7-nm處理器芯片,與AMD的Infinity結(jié)構(gòu)連接到單個(gè)14-nm I / O芯片帶內(nèi)存控制器,。該方法是14-nm Epyc的擴(kuò)展,,在單個(gè)封裝上使用四個(gè)裸片。
“對(duì)我們來說,,小芯片是非常真實(shí)的,”在ODSA研討會(huì)上出席小組討論的AMD研究員Gabriel Loh說,?!斑@是我們已經(jīng)建立的東西,其理念是在硅上獲得不同的組件,,無論其技術(shù)節(jié)點(diǎn)如何,。”
ODSA研討會(huì)上的Chiplet設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)小組,。左起:eSilicon Carlos Macian; Gabriel Loh,,AMD; Dave Kehlet,英特爾; Sanjeev Joshi,思科; Xilinx的Sagheer Ahmad,。(來源:開放計(jì)算項(xiàng)目)
但是,,雖然開放式芯片生態(tài)系統(tǒng)的概念具有動(dòng)力并且正在取得進(jìn)展,但它并非沒有批評(píng)者或嚴(yán)重的障礙,。從技術(shù)角度來看,,Nagisetty認(rèn)為開放式芯片生態(tài)系統(tǒng)最艱巨的障礙之一涉及測(cè)試 - 具體而言,能夠在封裝之前保證已知的良好芯片,,這將需要非常全面的晶圓分類內(nèi)容,,并且能夠探測(cè)細(xì)間距凸點(diǎn)。Nagisetty看到的第二大挑戰(zhàn)包括由功率,,功率密度和熱串?dāng)_引發(fā)的熱挑戰(zhàn),。
但從商業(yè)模式的角度來看,挑戰(zhàn)至少是令人煩惱的,。目前,,該行業(yè)具有與板級(jí)組件相關(guān)聯(lián)的某些類型的商業(yè)模型以及與單片SoC相關(guān)聯(lián)的其他商業(yè)模型?!暗覀冋娴闹皇情_始了解當(dāng)我們結(jié)合不同制造商的芯片時(shí)所需的商業(yè)模式,,”Nagisetty說。
例如:誰為SiP設(shè)備打造品牌,?誰推銷它,?當(dāng)然,如果存在安全漏洞,,誰有可能承擔(dān)責(zé)任,?
“如果它不起作用,誰會(huì)抓著袋子,?”Loh問道,。他指出,業(yè)內(nèi)有一些可以用作模型的解決方案,?!皢栴}是:你如何擴(kuò)展它?”
小組討論期間出現(xiàn)的另一個(gè)問題是保證金堆疊,。如果有人正在組裝包括來自多家芯片公司的芯片組的“同類最佳”設(shè)備,,可以安全地假設(shè)每家芯片公司都希望為其業(yè)界領(lǐng)先的芯片獲得高利潤。將所有這些邊距堆疊在一起可能會(huì)使最終產(chǎn)品過于昂貴,。
“所有這些類型的事情都必須得到解決,,”Nagisetty說?!八栽谀承┓矫?,我們只是開始走這條道路。我們學(xué)到了很多東西,我認(rèn)為這些東西最終會(huì)通過標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范自行完成,?!?/p>
Nagisetty表示,PIPE規(guī)范源于英特爾Kaby Lake G的設(shè)計(jì),,該設(shè)計(jì)導(dǎo)致一系列采用集成AMD Radeon圖形核心的英特爾酷睿處理器,,這些處理器使用PCI Express和EMIB互連多個(gè)小芯片。不同技術(shù)節(jié)點(diǎn)的不同過程,。
“我們學(xué)到了很多關(guān)于如何整合最初為電路板設(shè)計(jì)的組件并將其放入封裝內(nèi)的知識(shí),,”Nagisetty說。
對(duì)于Kaby Lake,,英特爾設(shè)計(jì)人員希望使用PCI Express將CPU連接到Radeon GPU,。但PCI Express設(shè)計(jì)用于高速驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)距離信號(hào),并且功率太大而無法放置在封裝內(nèi)部,。相反,,英特爾設(shè)計(jì)師提出了一種調(diào)整接口的方案,以調(diào)整信號(hào)需要傳輸?shù)木嚯x,,將有功功率降低約50%,,同時(shí)還減少了過程中電源狀態(tài)切換所需的時(shí)間,Nagisetty說,。
PIPE V5.2支持短距離應(yīng)用,。(來源:英特爾)
“我們可以節(jié)省電力,如果我們能夠采用PCI Express接口并真正調(diào)低它,,我們實(shí)際上可以以更低的成本創(chuàng)建更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),,”她說。由此產(chǎn)生的PIPE規(guī)范不僅使設(shè)計(jì)人員能夠在單個(gè)封裝內(nèi)以顯著的功耗降低互連芯片,,而且使他們能夠靈活地在設(shè)計(jì)過程的后期決定其設(shè)計(jì)的某些元件是板級(jí)還是封裝級(jí)元件,。
除了Kaby Lake G之外,英特爾Stratix 10 FPGA的設(shè)計(jì) - 以多個(gè)代工廠在同一封裝中的多個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的芯片 - 以及英特爾的Lakefield工藝 - 將多個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)上的英特爾芯片整合到同一個(gè)封裝中 - 給了英特爾Nagisetty說,,對(duì)如何將多個(gè)來源的芯片串聯(lián)起來有很多見解,。
“基本上,你需要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范支持互操作性,,”她說,,不僅包括界面,還包括材料規(guī)格,,以確保不同制造工廠使用的不同材料兼容,。