OCP推动打造开放式的Chiplet市场

2020-01-06
14:00:10
来源: 半导体行业观察


来源:内容由半导体行业观察(icbank)编译自「


fuse.wikichip


」,作者:David Schor,谢谢。


两大趋势定义了未来十年数据中心和边缘计算芯片的未来。


专用器件正在成为工作负载密集型应用的关键。


除了GPU和FPGA之外,新型可编程加速器正在出现,用于网络和人工智能领域。


一些公司也在芯片上集成这些加速器,而另一些公司将它们作为独立的附件提供。


随着专业化的发展,行业开始出现去集成的趋势。


芯片成本的增加改变了持续集成的经济性,导致了chiplet架构的兴起,促使人们需要将电路分割成单独的组件,这些组件可以用不同的工艺制造,有时是由不同的公司制造。



OCP推动打造开放式的Chiplet市场


2018年末,开放计算项目(OCP)启动了一个名为开放领域特定架构(ODSA)的新团队。


他们的市场重点是数据中心和边缘计算市场。


实际上,它们是OCP服务器工作组的一个子组。


他们的积极努力在战略上处于两大趋势的交汇点,这两大趋势就是专业化和去集成。


Netronome的OCP ODSA工作组负责人Bapi Vinnakota告诉WikiChip:


“ODSA小组的许多成员都预见到了我们目前看到的一些趋势,我们希望全行业的合作能够提供帮助。






去集成和chiplet的使用并不是一个新概念。


许多主要的半导体公司已经出货这类产品几年了。


华为鲲鹏(Taishan v110)、AMD Rome (Zen 2)和英特尔的Stratix 10 FPGA都广泛使用了chiplet。


当前的架构利用这一点来创建定制的SKU,缩短开发时间,降低开发成本,并提高良品率。



这些独狼式的设计有其固有的局限性。


目前的方法意味着他们只能选择有限的芯片。


例如,AMD和华为都有自己的I/O裸片和计算chiplet,这让他们可以扩展内核,但不能扩展太多。


虽然不是不可能,但是如果没有其他相关人员的额外工作,两家公司都不可能从第三方添加额外的功能,如FPGA或其他加速器——而这目前需要采用一个专有的解决方案(例如,来自AMD的Infinity Fabric)。


英特尔一直致力于解决这个问题。


英特尔与DARPA的合作,推出了高级接口总线(AIB),该总线是作为开放的行业规范开放的。


去年,他们发布了一个开源的PHY参考设计。


自那以后,英特尔宣布与Jariet Technologies和Ayar Labs等多家公司建立合作伙伴关系,这些公司将生产可以使用AIB与英特尔产品交互的chiplet。


这将使英特尔能够将其FPGA功能扩展到RF和光电子技术。


尽管如此,英特尔自己的努力在很大程度上仍在其自身产品的范围内。


这需要比任何一家公司都要做得更好,才能在整个行业内很好地发挥作用。



Bapi说:


“我们尝试做的是开放跨行业做这些事情的能力。


我们希望做的本质上是创建一个chiplet市场,开发者可以在这里通过来自多个供应商的特定chiplet组装产品。


我们正在孵化一个新的小组,以便定义一个新的接口,使chiplet可以相互操作,并在OCP中为chiplet提供一个市场。


此外,我们还想建立业务实践和证明点,以展示如何使用这些chiplet来制造产品。


”除了能够构建更多样化的芯片之外,ODSA团队还希望能够在业务关系、流程和物流方面开展合作。


OCP推动打造开放式的Chiplet市场
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挑战



ODSA自2018年底首次会议以来势头强劲。


从最初的7家公司,到现在已经有近100家公司加入进来。


对chiplet的主要兴趣在于降低开发成本的能力。


一些公司对提供小众功能感兴趣,而另一些公司则希望收购chiplet来构建最终产品。


EDA工具供应商也对推销他们的服务感兴趣。


Bapi说:


“目前真正的问题是,没有人知道如何让这一切协同工作。


”这不仅仅是物理接口方面的挑战。


不同的chiplet具有不同的功能。


人们会期望将一组有限的基本功能定义为一个标准,所有其他功能都是基于这个标准构建。


在跨供应商的产品封装和测试方面也存在问题。


除了物理实现之外,还存在定价等业务问题。


澄清这些挑战将对实现一个连贯的、跨行业的、开放的chiplet生态系统大有裨益。


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在半导体行业,开源协作是很困难的。


主要的阻碍者总是围绕着设计的IP共享方面的讨论而将事情谈崩。


可以共享多少IP,这样做会带来多大风险。


OCP的首席技术官Bill Carter解释说,这样的障碍变得非常大,以至于最终往往会导致项目停滞不前。


Bill说:


“通过ODSA项目,我们看到的是成员们愿意为行业克服这些挑战。






目前的工作



尽管最终的芯片可以包含任意数量的chiplet,但对于外部世界来说,它仍然应该看起来像单个裸片。


为此,物理的和逻辑的裸片间接口都是必需的。


对于OCP ODSA团队,通过扩展,为了实现整个行业的混合匹配,这些接口也必须是开放接口。



ODSA的重点是开发完整的体系结构接口堆栈。


这比表面上看起来更具挑战性,因为该组织不想强迫公司采用任何一种特定的技术。


目前还不清楚哪些技术会胜出。


在物理封装方面,公司正在使用多种不同的方法,包括标准有机衬底,硅插入层,硅桥以及其他选择(如Si-less RDL插入层)。


ODSA堆栈旨在与这些现有技术兼容。


这一点很重要,因为这意味着OCP不会不必要地重复其他积极的工作,如英特尔和DARPA正在做的工作。


相反,他们正在将这一工作融入ODSA自己的工作中。


换句话说,使用AIB接口为英特尔设计的芯片如果满足所有的要求,就会兼容OCP标准。


如果你查看整个堆栈(如下面的幻灯片所示),你会发现每一层都有多个选项。


PHY一级也存在分歧。


一些公司正在采取将芯片内互连扩展到其他chiplet的路线。


英特尔的AIB和ODSA自己的BoW接口就是这样的例子。


这些往往是以较低数据速率运行的宽并行总线。


或者,有些人更喜欢采用片外串行接口,如PCIe,并将其置于裸片上。


在这些接口之上,ODSA正在构建一个兼容的网络堆栈。


根据所连接的chiplet的类型,可能需要共享存储空间数据。


为此,该堆栈包括相干和非相干数据传输协议,以便能够在chiplet之间开发“小型开放网络”。


完整的体系结构接口应该能够实现完整的chiplet互操作性。


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定义了完整堆栈之后,需要有一种方法让公司可以利用彼此的工作。


OCP的远景是ODSA-stack-compliant chiplet市场。


该集团希望启用将这些chiplet组装成成品所需的业务、工具和工作流程。


很容易看出,从这个阶段开始,其他一些OCP团体是如何吸收剩余的工作流的。


例如,OCP服务器工作组下的Open Accelerator Infrastructure子组一直在开发许多加速器模块和接口。


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跨行业的芯片架构和相关工作仍处于起步阶段。


这一切都在进行中。


毫无疑问,有些选择会战胜其他选择。


不管哪种选择胜出,由一个标准组织来管理开放标准是使可行的chiplet市场成为现实的唯一方法。


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