科技的迭代如同多米諾骨牌,每一次重大技術突破,總是伴隨著系列瓶頸與機遇的連鎖反應。近些年,在半導體行業,隨著算力需求與摩爾定律增長的鴻溝加劇,技術突破所帶來的影響也愈發顯著。Chiplet 作為一種為突破算力局限的新生技術,在短短幾年時間內,迅速成長為全球芯片巨頭的主流方案和行業公認的“摩爾定律拯救者”,其在商業領域的廣泛應用又引發了從片內、片間到集群間的互聯技術變遷。自此,半導體行業正式走進互聯時代。
2023 年 11 月 10 - 11 日,第 29 屆中國集成電路設計業 2023 年會暨廣州集成電路產業創新發展高峰論壇(ICCAD)在廣州盛大開幕,探討當前形勢下我國集成電路產業,尤其是 IC 設計業所面臨的創新與挑戰。作為國內 Chiplet 與互聯賽道的代表企業,奇異摩爾聯合創始人兼產品及解決方案副總裁祝俊東在專題論壇:IP 與 IC 設計服務上發表了《Chiplet 和網絡加速,互聯時代的兩大關鍵技術》主題演講。
雖說行業已正式進入互聯時代,但算力依然是半導體行業面臨的核心挑戰。與以往不同的是,隨著芯片從 SoC 向 Chiplet、單服務器向超大規模集群轉變,僅僅專注于提升芯片性能已不足以應對激增的算力需求。當下更重要的,是如何在不同的場景下,把多個不同制程、不同來源的芯粒、不同功能的芯片、乃至不同的集群高效的連接起來,讓它們能夠更好的協同工作。
在片內,受益于 Chiplet 與異構計算的深度結合,互聯技術向“更高的集成度、更短的距離、更高的效率”轉變。針對不同的應用場景,2.5D interposer、IO Die、3D Base Die 等新型的互聯方案相繼誕生。
其中,2.5D interposer 作為 Chiplet 片內的基礎互聯技術,通過多個芯粒的平行堆疊,能快速、有效的實現芯片算力的提升。基于2.5D interposer,還可以實現邏輯芯粒和 IO 芯粒的連接,縮短二者間的距離,提高互聯效率。
在全球范圍,2.5D interposer 已在數據中心、自動駕駛領域率先落地,助力云服務、互聯網等廠商應對算力瓶頸。國內在通用 2.5D interposer 方面尚處于起步階段,以奇異摩爾為代表的互聯廠商致力于基于 Chiplet 架構進行互聯產品的研發,在本次 ICCAD 2023 現場,奇異摩爾與其戰略合作伙伴智原科技共同推出了 2.5D interposer 及 3DIC 整體解決方案。雙方表示,未來將基于晶圓對晶圓 3DIC 堆疊封裝平臺,為行業提供 2.5D interposer 及 3DIC “從設計、封裝、測試至量產的全鏈路服務”。
在片間,將通用處理器結合不同專用 DSA,通過 Die2Die 接口高速連接,可以快速形成新的芯片產品,滿足多樣化的應用需求。典型案例如英偉達的 Grace and Hopper,通過 CPU 和 GPU 的高速互聯,實現芯片算力的數倍提升。如今,Die2Die 接口已成為片間互聯的重要基礎技術,行業內主流標準是由 Intel、AMD、ARM 等公司聯合推出的UCIe,如今已發布 1.1 版本。就此,奇異摩爾在 ICCAD 上透露,其「全系列 UCIe 標準 Die2Die IP: Kiwi-Link」即將問世。
Kiwi-Link 作為全球首批符合該標準的 UCIe IP Controller & PHY,全面兼容 UCIe UCIe 1.1 標準,支持標準封裝和先進封裝,數據傳輸速率最高可達 32 GT/s。此外,Kiwi-Link 還支持 PCIe、CXL 和流協議及單個和多個 PHY 模塊;鏈路訓練、修復和冗余鏈路狀態管理。
根據目前 Chiplet 技術進展與算力應用的增速來看,不久后,以英特爾GPU MAX 和 AMD MI300 為代表,基于 3DIC 架構的 Chiplet 產品與算力基座 3D Base die 必將迎來廣泛的商業化落地熱潮。
總而言之,為多樣化算力組合所推動,互聯技術的發展已成為不可逆轉的趨勢,其巨大的市場需求,也引發了以奇異摩爾為代表的國內互聯賽道企業崛起。
在集群間,為應對不斷擴大的計算規模,無損數據傳輸 RDMA 和網絡任務卸載和加速正成為集群間的主流互聯技術方向。全球范圍來看,無損數據傳輸有兩大主流標準:以英偉達為代表的 infiniband,和基于 RoCE V2 的 RDMA 技術。集群間互聯的市場空間巨大,市場調研機構 Transparency 預測,2027年PCIe Switch全球市場規模將達 92億美元,2019-2027年復合增長率(CAGR)15% 。
此外,越來越多的網絡數據傳輸開始通過專用單元進行任務卸載、加速,如通過對 OVS、TCP、TLS 卸載,降低集群間的傳輸負載,提高集群的性能和安全性,實現網絡加速的目標。在這一領域,奇異摩爾 NDSA(Network DSA)芯粒,內建 RoCE V2 的高性能 RDMA 和數十種卸載和加速引擎,能基于 Chiplet 架構實現分布式加速。同時,通過硬件可配置,軟件可編程的靈活軟硬件架構,可以滿足云廠商對于復雜業務場景的多樣化需求。
受制于世界對算力無止境的需求和單芯片性能增長困境,「互聯技術」已成為當今乃至未來算力產業的關鍵推動力。奇異摩爾作為全球領先的 Chiplet 互聯產品及解決方案商,擁有從片內、片間、集群間的全面解決方案,將持續聚焦于互聯領域,為算力拼圖上“關鍵一環”。
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原文標題:Chiplet 和網絡加速,互聯時代的兩大關鍵技術
文章出處:【微信號:奇異摩爾,微信公眾號:奇異摩爾】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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