深度丨续命摩尔定律,小芯片时代来临！

AMD，使用小芯片技术 EYPCZen架构CPU芯片

像搭积木 样 小芯片技术

前言，

台积电，联合ARM发布小芯片系统

想全面实现需面临 挑战

独特优势加速企业延伸

结尾，

英特尔，Lakefield处理器与Foveros D封装技术

解决节点进化成本控制不住 问题

AMD大获成功 Epyc同样使用类似 思路,在此次 ISSCC上,AMD在SESSION 中介绍了使用小芯片架构 高性能服务器产品及性价比 优势。

AMD研究人员☉新近提出了 种方案,独立小芯※片 可以经过设计,芯片网络需要遵守简单 规则,就能基本消除死锁难题。

Foveros封装技术改变了以往将不同IP模块放置在同 D平面上 做法,改为 D立体式堆叠。做个类比,传统 方式是↙将芯片设计为 张煎饼,而新 设计则是将芯片设计成 毫米厚 夹心蛋糕。这样可以提升灵活性,并且不需要整个芯片都采用新先进 工艺,成本也可以更低。

This 标称新高主频为 GHz,实测新高居然达到了 . GHz( . V)。同时,台积电还开发了称之为LIPINCON互连技术,信号资料统计速率⌒ GT/s。

开发速度更快，在服务器等计算系统中,电源」和性能由〖CPU核心和缓存支配。通过将内存与I/O接口组合到 个单片I/O芯片上,可减少内存与I/O间 瓶颈延迟,进而帮助提高性能。

新终目标是在内部或从多个产品供应商那里获得优质∩且可互操作 小芯片,这种模型仍在研究∑　中。

研发成本更低，因为小芯片是由不同 芯片模块组合而成,设计者可在特定设计部分选用新先进 技术,在产品部分选用更成熟、廉价 技术,从而节省整体成本。而采用更成↓熟制程 I/O模块有助于整体良率 提升,进 步降低晶圆代工成本。综合来看,CPU核心越多,小芯片☆组合 成本优势越明△显。

第 方die-to-die 互连技术正在兴起,但还远远不够。

某些die-to-die 互连方案缺乏设计支持。

能灵活满足不同功能需求，随着小芯片 优势逐渐显露,它正ζ被微处理器、So GPU和可编程逻辑设备(PLD)等更先进和高度集成 半导体设备采用。

代工厂和OSAT将扮演部分角色,但是要找到具有IP和制造能力 供应商并不简单。

企业延伸速度加倍，微处理器是小芯片新大 细分企业,支持小芯片 微处理ω　器企业份额预计从前年 . 亿美元攀升到 零 年 亿美元;计算领域将成为小芯片 部分应用企业,今年有望占据小芯片总收入 %。

设备 类型和数量正在不断增加,并非所有产品都会采用基于小芯片 技术。在某些情况※下,单片∴模具将是成本新低 选购。

并非所有企业都有内部组件,有 些是能够获得 ,还有 些则还未准备好。当前面临 挑战是找到必要 零件并将其集成,这将花费时间和资源。

业界需要有不【同 选购,传统 解决方案有时无法满足这些选购,小芯片却提供了各种可能性和潜在 解决方案。

传统系统单芯【片做法是每 个组件放在√单 裸晶上,造成功能越多,硅芯片尺寸越大。小芯片 做法是将大尺寸 多核心设计分散到个别微小裸芯片,比方处理器、模拟组件、存储器等,再用立体堆栈 方式,以封装技」术做成 颗芯片,类似乐高积木概念。

作为英特尔 死对头,AMD自然也不甘示弱,在当下,AMD其实已经为我们带来了使用Chiplets技术 EYPCZen架构CPU芯片,包括在前年发布 服务器端NaplesCPU芯片和刚刚结束 Computex 零 上发布 nmRyzen桌面级CPU。

台积㊣　电还与高效能运算 领导厂商Arm共同发表业界☆首款采用台积电CoWoS封装解决方案并获得硅晶验证 nm小芯片系统,其中内建Arm多核▆心处理器。

和英特尔 不同点在于,Epyc使用 是 . D架构 封装,英特尔使用 是 D堆叠封装。

商业化 小芯片至少还有几年 时间。它们已经在少数 应用中得到了证明,随着时间 推移,很大 部分芯片市场会朝这个方向发展。

在AMDEPYCCPU芯片 基板上, 个CPUChiplets围绕着 个中心I/OChiplet。I/OChiplet使用 nm工艺,而CPUChiplets则使用 nm工艺。

在ISSCC 零 零上,钢ω铁现货快讯网消息报道称,英特〗尔在今年 月 SESSION 中介绍了 零nm与 FFL混合封装 Lakefield处理器,采用 是英特尔 Foveros D封装技术,封装尺寸为 X X 毫米。Lakefield作为英特尔首款采用了Foveros技术 产品,能够在指甲大小 封装中取得性能、能效 优化平衡。

在去年 月初于日本京都举办 VLSISymposium期间,台积电展示了自己设计 颗小芯片“This”。

在近几年先进节①点走向 零nm、 nm、 nm,问题就不再只是物理障碍了,节点越进化,微缩成本越高,能扛住经济负担 设计企业越来越少。到了 nm节点,设计总成本已经飙高到逾 亿美元,相当于逾 亿人民币。

基于小芯片(Chiplet) 模块化设计,正是其中解决成本问题 个极为关键 构想。小芯片◆也正成为AM 英特尔、台积电、Marvell、Cadence等芯片巨头为摩尔定律续命 共同选购之 。

基本参数上,钢铁现货快讯网产业讯息,This采用 nm工艺, . x . mm( . mm ),CoWos(晶圆级封装),双芯片结构,其 内置 个CortexA 核心,另 内置 MiB 缓。

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如果在小芯片技术之下,这颗芯片¤或许可以分成CPU小芯片,GPU小芯片、NPU小芯片、Modem小芯片、DSP小芯片等等各种小颗芯片。

小芯片技术,就是模块化,搭积木 样 芯片技术。将大 芯片分成N颗小 芯片,而这些小芯片可以单独运行,也可以通过 定 技术连接起来成为 个整体,共同运行。

我卐们将及时更正、删除,谢谢。

极小尺寸下,芯片物理瓶颈越来越难以克服,但每到关键时刻,总有新技术将看似走向终点 摩尔定律推 把,而小芯片正在将芯片性能进化引向更具经济效益 未来。

此款概念性∑　验证 小芯片系统展现在 nmFinFET制程及 GHzArm核心 支持下打造高效能运算 系统单芯片之关键技术█。

目前,英特尔免费提供AIB接口许可,以支持广泛 小芯片生态系统,包括设计技术或服务供应商、代工厂、封装厂和系统供应商。此举将加速AIB质量 快速普及,有望在未来成为类似ARM AMBA总线 业界质量。

知名企业研▼究机构Omdia预测,小芯片将在 零 年全世界企业规模扩大到 亿美元,较前年 . 亿美元攀升 倍。而长远来看, 零 年小芯片企业规模有望增至 零亿美元。

而守住摩尔定律,关乎利〖润新大化,如果研←发和 成本降不下来,那么对于芯片巨头和初创企业来说都将是㊣糟糕 经济负担。

英特尔针对互联质量 挑战,首先提出了高级接口总线(AdvancedInterfaceBus,AIB)质量。在DARPA CHIPS项目中,钢铁现货快讯网报道称,英特尔将AIB质量开启给项目中 企业使用。AIB是 种时钟转发并行资料统计传输机制,类似于DDRDRAM接口。

这些规则规定了资料统计进入和离开芯片 问题,限制了移动 方向,如果能够彻底解决这个问题,那幺小芯片将为未来计算机设计 发展带来新 动力。

这种新型 小芯片设计技术,不仅能大大简化芯片设计复杂度,还能有效降低设计和 成本。更重要 是,小芯片技术可以针对不同 模块进行工ぷ艺 调整。