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蘋果發(fā)布“合二為一”芯片,,華為公布“芯片疊加”的專利

2022-03-15
來源:半導體產業(yè)縱橫
關鍵詞: 蘋果 芯片 chiplet

  昨日凌晨的蘋果春季發(fā)布會上,蘋果發(fā)布了最強的 “M1 Ultra”芯片,。

  本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202203/432003.htm

  在大會上,,蘋果公布了 M1 Ultra 芯片很多牛逼的參數(shù),比如:晶體管數(shù)量1140億顆,;20核CPU(16 個高性能內核和 4 個高效內核),;最高64核GPU;32核神經網絡引擎,;2.5TB/s數(shù)據(jù)傳輸速率,;800GB/s內存帶寬;最高128GB統(tǒng)一內存,。

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  M1 Ultra 是 Apple 芯片的又一個游戲規(guī)則改變者,,它將再次震撼 PC 行業(yè)。通過將兩個M1 Max 芯片與我們的 UltraFusion 封裝架構相連接,,我們能夠將 Apple 芯片擴展到前所未有的新高度,。

  蘋果公司硬件技術高級副總裁Johny Srouji表示:“憑借其強大的CPU、龐大的 GPU,、令人難以置信的神經引擎,、ProRes 硬件加速和海量統(tǒng)一內存,M1 Ultra 完善了M1系列,,成為世界上最強大,、功能最強大的個人計算機芯片?!?/p>

  蘋果的Ultra Fushion架構

  眾所周知,,要做更強大的芯片,就需要堆更多的電路,,更多的晶體管,,而工藝越先進,同樣的面積就能塞進去更多晶體管,,芯片性能上限就越高,,這也是為何大家追求更先進制程的原因之一。

  但在當下的工藝技術條件下,,晶體管多了,,良率就會降低,良率低了,,那每個芯片就會變得非常昂貴,,那么如何才能在降低成本的前提下,做出超越極限的芯片呢?

  蘋果的做法是采用M1 Max中隱藏的芯片互連模塊,,通過UltraFushion架構把兩塊芯片像拼拼圖一樣“合二為一”,。

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  蘋果的“UltraFushion”其實就是Die to Die Connection,就是在芯片設計時在同一個封裝(package)里面使用多枚硅片(silicon),,并且在其中設計極其高速的互聯(lián)通道,,使得這兩塊硅片可以形同一塊芯片一樣共同工作。

  UltraFusion使用了1萬條DTD連接,,提供了高達2.5TB/s的互聯(lián)速度,,它的帶寬極高、能耗極低,,而且由于是數(shù)塊die共同封裝,,其對良率的敏感度要遠低于一塊超巨型芯片,因此DTD也被認為是未來芯片性能發(fā)展的一條具有巨大潛力的道路,。

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  值得一提的是,,M1 Max是一個基于小芯片(Chiplet)的設計中將多個芯片堆疊在一起的芯片模塊(MCM),其2-tile的規(guī)格使其從CPU到GPU到NPU到內存帶寬到內存容量,,全部都是2xM1 Max的規(guī)格,。

  與華為的“芯片疊加專利”思路一致

  當然這條道路也不是只有蘋果在走,AMD 早在 2017 年就引入了MCM 并且在 2019 年引入了Chiplet 設計,,未來的發(fā)展趨勢是進一步提升堆疊能力,實現(xiàn)所謂的 3D 堆疊,,也就是不僅在 2D 上擴展,,還要在垂直方向上擴展。

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  而國內企業(yè)有同樣思路的就是華為海思了,。在2021年5月份的時候,,華為將“雙芯疊加”的專利進行了公開,并表示14nm技術可以到達7nm的性能,,此消息一出頓時在世界范圍內引起熱議,,得到全球的關注。簡單來講14nm與7nm之間,,它們的主要差別就是在芯片面積相同的情況下,,7nm可以擁有更多的晶體管數(shù)量,在性能方面自然也會有所提升,。

  高性能產品走Chiplet這條路走得通

  知乎用戶@超合金彩虹糖表示,,這顆M1Ultra是蘋果野心的進一步延續(xù),連最有錢的蘋果也轉向Chiplet了,,這預示著也許未來在消費級領域,,高性能產品走Chiplet這條路可以走得通。目前來看,芯片組合疊加已經從理論變成現(xiàn)實,,從芯片封裝的角度來看,,逐漸從2.5D封裝走向3D封裝,芯粒(Chiplet) 將提供最佳性能和最大靈活性,。臺積電,、英特爾、三星,、AMD等十家公司已經行動了,,聯(lián)合創(chuàng)建UCIe聯(lián)盟。(詳情:英特爾,、AMD,、Arm等九大企業(yè)宣布UCle開放標準,推動Chiplet發(fā)展)

  UCIe聯(lián)盟創(chuàng)建的初衷是將小芯片打造成開放,,互聯(lián)的產業(yè)發(fā)展生態(tài),,讓不同客戶也能通過各類小芯片產品滿足更多的需求。

  未來,,以Chiplet模式集成的芯片會是一個“超級”異構系統(tǒng),,可以帶來更多的靈活性和新的機會。

  芯原股份創(chuàng)始人,、董事長兼總裁戴偉民曾表示,,對于產業(yè)來說,Chiplet帶來了新的機會,,在標準與生態(tài)層次上,,Chiplet建立了新的可互操作的組件、互連協(xié)議和軟件生態(tài)系統(tǒng),;對于芯片制造與封裝來說,,增設了多芯片模塊 (Multi-Chip Module,MCM) 業(yè)務,,Chiplet迭代周期遠低于ASIC,,可提升晶圓廠和封裝廠的產線利用率;對于半導體IP來說,,升級為Chiplet供應商,,可提升IP的價值且有效降低芯片客戶的設計成本;最后對于芯片設計來說,,降低了大規(guī)模芯片設計的門檻,。

  戴偉民建議國內企業(yè)持續(xù)推進Chiplet量產和2.5D/3D封測技術開發(fā)。




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