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英特尔要在7nm节点将每个IP分成多个小芯片

2020-08-24 11:12   来源: 互联网    阅读次数:16

不久前,英特尔在2020年建筑日(Architecture Day 2020)推出了一系列新产品和新技术。最近,外国媒体AnandTech解释了英特尔小型芯片(Chiplets)的愿景和挑战。与目前的多芯片组合方式不同,英特尔对未来小型芯片的看法是,每个IP都可以分成多个小型芯片,这些芯片将在英特尔7nm平台上实现,该项目被称为Client 2.0。


在英特尔2020架构日,英特尔客户计算部门(CCG)副总裁兼首席技术官布里耶什·特里帕西(BrijeshTripath I)介绍了2024年以后的产品愿景,重点关注英特尔的7nm制造流程,其目标是开放"Client 2.0",这是通过更优化的芯片开发战略提供和实现沉浸式体验的一种新方法。


小芯片(Chiplets)并不新鲜,尤其是随着英特尔(Intel)的竞争对手最近发布了芯片,进入了更复杂的工艺节点,小芯片时代可以缩短市场时间,增加特定产品的产量。关键在于这些小芯片是如何组合在一起的,以及它们什么时候有意义。英特尔此前曾在2017年的"技术与制造日"(Technology And Manufacture Day)上以更普遍的方式谈论过这一点,如上文所示。


小型芯片的目标是为芯片的不同部分寻找最合适的组合和匹配工艺节点。英特尔似乎已经准备好以其7nm平台开始。在2020年建筑日,BrijeshTripath i展示了这张幻灯片:


左边是一个典型的芯片设计,包含了所需的所有组件。对于英特尔的领先产品,这些产品需要三到四年的时间来开发,英特尔及其合作伙伴发现了芯片中的问题,将芯片的启动时间缩短了几个数量级。


图中是小型芯片的基本布局,类似于2017年的幻灯片,其中芯片的不同功能被划分为各自的模块。假设互连是一致的,芯片将在一定程度上被重用,比如AMD在客户端和服务器上使用相同的核心计算芯片。对于一些半导体公司(英特尔除外)来说,这就是我们所在的地方。


图的右边是英特尔对未来的看法。人们认为,与其在产品中使用单一类型的小芯片,不如将每个IP分成多个小芯片,允许使用适合市场的不同配置来构建产品。在这种情况下,小型芯片可能是一个PCIe4.0x16连接,如果产品需要更多的话,只需要添加更多这样的小型芯片就行了。


这与内存、内核、多媒体加速器、AI加速器、射线追踪引擎、加密加速器、图形,甚至远至SRAM和高速缓存块都是一样的。其思想是每个IP都可以被分割和扩展,这意味着小芯片是小的,可以相对快速地构建,并且可以快速地消除错误。


在这个图中,我们可以看到英特尔对客户的长期愿景--这是一个基本的中产阶层包,有内存(类似于L3或L4),充当整个裸芯片的主SRAM缓存,然后把它放在顶端,得到24个不同的小芯片。


小型芯片可以是图形、内核、人工智能、多媒体、IO或任何其他类型的IP,可以根据需要进行混合和匹配。内容创建者可能希望在良好的图形加速和计算性能之间取得平衡,而游戏玩家可能只想关注图形性能。企业客户或工作站可能需要较少的图形性能,但需要更强的计算和人工智能性能。该芯片的移动版本将在IO上投入大量资金。


像往常一样,有必要权衡小芯片的大小和多片裸芯片排列的复杂性。任何小芯片之间的通信都比单芯片解释消耗更多的能量,而且通常有更高的延迟。散热也必须加以管理,因此这些小芯片有时会受到散热特性的限制。


多个裸芯片布局也会让移动设备头疼,因为高度至关重要。然而,在合适的时间使用正确的工艺来生产正确的产品,好处是巨大的,因为它有助于以最好的成本提供最佳的性能和功能。这也为第三方ip提供商提供了一个良好的机会。


唯一的缺点是,英特尔没有过多谈论将它连接在一起的胶水。小芯片策略依赖于复杂的高速互连协议(自定义或其他方式)。英特尔裸露的连接目前被用作简单的内存协议或FPGA架构扩展,而对于服务器CPU(如UPI),大规模扩展不一定能满足这项任务。CXL可能是未来的,但目前的CXL是基于PCIe的,这意味着每个小芯片都需要一个复杂的CXL/PCIe控制器,它可能很快就会消耗电能。


英特尔表示,它正在发明新的封装技术和新水平的连接,以实现芯片之间的连接,而且也没有进一步披露信息。英特尔承认,要达到这一规模,它必须超越现有技术。该公司今天已经拥有了这一领域的标准和创新。目标是创建和支持标准,一些标准将被纳入第一版。


Intel指出,这是一种极端分解方法,并指出并非所有连接的事物都必须具有高带宽(如USB)或连贯的互连,并且Intel认为目标涉及整个频谱中的少量协议。


还有一个开发商市场,它可以用来在任何特定产品中更均匀地实现资源。例如,如果开发人员期望计算与图形的比率达到一定水平,那么一些小型芯片配置可能会崩溃,这对OneAPI来说不是一个容易解决的问题。


这些都是英特尔必须解决的问题,尽管要实现这一目标需要数年时间。我们被告知,内部名称Client2.0是,随着英特尔开始更详细地讨论这个问题,它可能会增加更多的营销工具。



责任编辑:iiihyt
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