科技的迭代如同多米諾骨牌,每一次重大技術(shù)突破,總是伴隨著系列瓶頸與機遇的連鎖反應(yīng)。近些年,在半導體行業(yè),隨著算力需求與摩爾定律增長的鴻溝加劇,技術(shù)突破所帶來的影響也愈發(fā)顯著。Chiplet 作為一種為突破算力局限的新生技術(shù),在短短幾年時間內(nèi),迅速成長為全球芯片巨頭的主流方案和行業(yè)公認的“摩爾定律拯救者”,其在商業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用又引發(fā)了從片內(nèi)、片間到集群間的互聯(lián)技術(shù)變遷。自此,半導體行業(yè)正式走進互聯(lián)時代。
2023 年 11 月 10 - 11 日,第 29 屆中國集成電路設(shè)計業(yè) 2023 年會暨廣州集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)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(chǎn)業(yè),尤其是 IC 設(shè)計業(yè)所面臨的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)。作為國內(nèi) Chiplet 與互聯(lián)賽道的代表企業(yè),奇異摩爾聯(lián)合創(chuàng)始人兼產(chǎn)品及解決方案副總裁祝俊東在專題論壇:IP 與 IC 設(shè)計服務(wù)上發(fā)表了《Chiplet 和網(wǎng)絡(luò)加速,互聯(lián)時代的兩大關(guān)鍵技術(shù)》主題演講。
雖說行業(yè)已正式進入互聯(lián)時代,但算力依然是半導體行業(yè)面臨的核心挑戰(zhàn)。與以往不同的是,隨著芯片從 SoC 向 Chiplet、單服務(wù)器向超大規(guī)模集群轉(zhuǎn)變,僅僅專注于提升芯片性能已不足以應(yīng)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(xié)同工作。
在片內(nèi),受益于 Chiplet 與異構(gòu)計算的深度結(jié)合,互聯(lián)技術(shù)向“更高的集成度、更短的距離、更高的效率”轉(zhuǎn)變。針對不同的應(yīng)用場景,2.5D interposer、IO Die、3D Base Die 等新型的互聯(lián)方案相繼誕生。
其中,2.5D interposer 作為 Chiplet 片內(nèi)的基礎(chǔ)互聯(lián)技術(shù),通過多個芯粒的平行堆疊,能快速、有效的實現(xiàn)芯片算力的提升。基于2.5D interposer,還可以實現(xiàn)邏輯芯粒和 IO 芯粒的連接,縮短二者間的距離,提高互聯(lián)效率。
在全球范圍,2.5D interposer 已在數(shù)據(jù)中心、自動駕駛領(lǐng)域率先落地,助力云服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)等廠商應(yīng)對算力瓶頸。國內(nèi)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(lián)廠商致力于基于 Chiplet 架構(gòu)進行互聯(lián)產(chǎn)品的研發(fā),在本次 ICCAD 2023 現(xiàn)場,奇異摩爾與其戰(zhàn)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(yè)提供 2.5D interposer 及 3DIC “從設(shè)計、封裝、測試至量產(chǎn)的全鏈路服務(wù)”。
在片間,將通用處理器結(jié)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(chǎn)品,滿足多樣化的應(yīng)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(lián),實現(xiàn)芯片算力的數(shù)倍提升。如今,Die2Die 接口已成為片間互聯(lián)的重要基礎(chǔ)技術(shù),行業(yè)內(nèi)主流標準是由 Intel、AMD、ARM 等公司聯(lián)合推出的UCIe,如今已發(fā)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(shù)據(jù)傳輸速率最高可達 32 GT/s。此外,Kiwi-Link 還支持 PCIe、CXL 和流協(xié)議及單個和多個 PHY 模塊;鏈路訓練、修復和冗余鏈路狀態(tài)管理。
根據(jù)目前 Chiplet 技術(shù)進展與算力應(yīng)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(gòu)的 Chiplet 產(chǎn)品與算力基座 3D Base die 必將迎來廣泛的商業(yè)化落地熱潮。
總而言之,為多樣化算力組合所推動,互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,其巨大的市場需求,也引發(fā)了以奇異摩爾為代表的國內(nèi)互聯(lián)賽道企業(yè)崛起。
在集群間,為應(yīng)對不斷擴大的計算規(guī)模,無損數(shù)據(jù)傳輸 RDMA 和網(wǎng)絡(luò)任務(wù)卸載和加速正成為集群間的主流互聯(lián)技術(shù)方向。全球范圍來看,無損數(shù)據(jù)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(shù)。集群間互聯(lián)的市場空間巨大,市場調(diào)研機構(gòu) Transparency 預測,2027年P(guān)CIe Switch全球市場規(guī)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(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸開始通過專用單元進行任務(wù)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速的目標。在這一領(lǐng)域,奇異摩爾 NDSA(Network DSA)芯粒,內(nèi)建 RoCE V2 的高性能 RDMA 和數(shù)十種卸載和加速引擎,能基于 Chiplet 架構(gòu)實現(xiàn)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(gòu),可以滿足云廠商對于復雜業(yè)務(wù)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(lián)技術(shù)」已成為當今乃至未來算力產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵推動力。奇異摩爾作為全球領(lǐng)先的 Chiplet 互聯(lián)產(chǎn)品及解決方案商,擁有從片內(nèi)、片間、集群間的全面解決方案,將持續(xù)聚焦于互聯(lián)領(lǐng)域,為算力拼圖上“關(guān)鍵一環(huán)”。
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原文標題:Chiplet 和網(wǎng)絡(luò)加速,互聯(lián)時代的兩大關(guān)鍵技術(shù)
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(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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