中国一站式ip和定制芯片领军企业芯动科技(innosilicon)宣布正式加入ucie产业联盟,助力chiplet标准化,致力于chiplet创新、迭代和商用。同时,芯动自研的首套跨工艺、跨封装物理层兼容ucie国际标准innolink chiplet解决方案,已在全球范围内率先实现兼容各种应用场景并成功商用落地。
▲innolink chiplet a/b/c实现方法
innosilicon
加入ucie联盟,首发ucie chiplet ip芯动科技独领风骚
chiplet技术对当前突破ai和cpu/gpu等大型计算芯片的算力瓶颈具有重要战略意义,设计灵活、成本低、上市周期短,能够满足包括云端、边缘端、企业级、5g、汽车、高性能计算和移动设备等在内的整个计算领域,对算力、内存、存储和互连日益增长的高需求。此前,全球十大行业巨头组成了ucie(universal chiplet interconnect express)产业联盟,携手推动chiplet接口规范的标准化。作为在chiplet互联技术领域耕耘多年并率先成果产业化的ip领军企业,芯动科技是国内首批加入该联盟的厂商之一。芯动科技chiplet架构师高专认为,“chiplet联盟的成立将形成开放互连的局面,统一标准将实现更强的赋能。但想要制定标准必须有领先的技术以及足够的销量,国内在这方面比较薄弱,加入ucie产业联盟是芯动致力于推动chiplet商用进程、提高国内企业在chiplet市场声量的重要一步。”
▲多芯粒互联的chiplet技术是实现高性能异构系统的发展趋势
近年来,chiplet概念开花结果,amd、苹果和英伟达等国际巨头都发布了标志性的chiplet旗舰产品,并在各个应用领域取得极大成功。国内上下游企业也将之视为传统半导体产业链重构的新机遇,诸多厂商正积极开发相关产品,然而商用成果寥寥无几。芯动科技可谓一枝独秀。在ucle标准推出后不到三周,芯动科技就宣布率先推出国产自主研发物理层兼容ucie国际标准的ip解决方案-innolink chiplet,这是国内首套跨工艺、跨封装的chiplet连接解决方案,且已在先进工艺上量产验证成功,俨然成为全球chiplet市场的一颗亮眼新星,也成为芯动加入国际ucie标准制定的敲门砖。innosil
iconinnolink chiplet“押中题”
全球率先量产商用
能够在ucie标准发布同一时间宣布首发兼容ucie国际标准的chiplet解决方案,听起来像押中高考大题的故事。对此,芯动科技chiplet架构师高专表示,“芯动在chiplet技术领域积累了大量的客户应用需求经验,并且和台积电、intel、三星、美光等业界领军企业有密切的技术沟通和合作探索,两年前就开始了innolink chiplet的研发工作,率先明确innolinkb/c基于ddr的技术路线,并于2020年的design reuse全球会议上首次向业界公开innolink a/b/c技术。得益于正确的技术方向和超前的布局规划,innolink 的物理层与ucie的标准保持一致,成为国内始发、世界先进的自主ucie chiplet解决方案。”
▲ucie定义不同封装标准的主要性能指标
ddr技术满足多芯粒互联的高密度、低功耗、低延迟等综合需求,可使多芯粒像单芯粒一样工作,单芯粒总线延展至多芯粒。因此,芯动在innolink-b/c 采用了ddr的方式实现,提供基于gddr6/lpddr5技术的高速、高密度、高带宽连接方案。标准封装使用mcm传统基板或短距pcb作为chiplet互联的介质,具备成本便宜、集成容易等特点,是对成本较为敏感的chiplet应用场景首选;先进封装如silicon interposer,具备密度高、功耗低、成本高等特点,则是对价格不敏感的高性能应用场景首选。在ucie定义正式发布前,innolink-b/c就提前实现了这两种封装场景的应用,验证了其对市场前景和chiplet技术趋势的准确判断。
▲ ucie的chiplet架构分层和先进、标准封装定义
图中显示ucie分了3个层次,protocol layer协议层、die to die adapter互联层、physical layer物理层。其中协议层就是类似常用的pcie、cxl等上层协议,底层的die to die adapter和phy物理层,即是和innolink chiplet同样的实现方式。
▲ innolink b在跨13cm长距pcb和封装下的20gbps单端信号实测眼图
高专表示,“ucle发布时我们就注意到,ucie规范中有标准封装和先进封装两种规格,并且这两种规格同芯动科技的innolink b/c在思路和技术架构非常类似,都是针对标准封装和先进封装单独定义io接口,都是单端信号,都是forward clock,都有data valid信号,都有side band通道。基于innolink b/c两年多的研发和18gbps/21gbps的gddr6/6x研发量产经验,芯动科技迅速发布了兼容ucie两种规格的ip产品,可以赋能国内外芯片设计公司,帮助他们快速推出兼容ucie标准的chiplet产品。芯动科技的chiplet解决方案不仅支持标准封装和先进封装,还可以支持短距pcb场景,而且在多种应用场景下,芯动的chiplet方案比传统的serdes方案都有延时、功耗、以及带宽密度的优势。”围绕着innolink chiplet技术,芯动同时还提供封装设计、可靠性验证、信号完整性分析、dft、热仿真、测试方案等整套解决方案。
▲innolink chiplet广泛应用于高性能计算芯片量产
目前,innolink chiplet方案不仅用在风华1号数据中心gpu上,实现了性能翻倍,还被授权给了众多合作伙伴和客户。通过复用芯动科技的国产innolink chiplet技术,芯片设计企业和系统厂商能够快速便捷地实现多die、多芯片之间的互连,有效简化了设计流程。
innosilicon十六年厚积薄发领跑chiplet水到渠成 凡事预则立,不预则废。
“押中题”往往不是运气眷顾,而是“功夫不负有心人”的成竹在胸。能够准确地把握chiplet技术方向,前瞻性地完成设计验证,与后来推出的ucie技术方向一致,无疑是芯动技术团队长期投入和耕耘的成果,离不开芯动在高速接口领域的深厚积累和授权量产经验的持续领先。innolink背后的技术极为复杂,正因为芯动掌握了gddr6/6x、lpddr5/5x、ddr5/4、hbm3/hbm2e、32g/56g serdes、基板和interposer设计方案、高速信号完整性分析、先进工艺封装、测试方法等等世界前沿的核心技术,并且经过大量客户需求落地和量产验证迭代,累计流片200次以上的验证经验,高端ip出货超60亿颗的量产应用。尤其在ddr系列高带宽技术上,芯动科技堪称业界天花板,不久前发布以先进finfet工艺量产了全球最快的lpddr5/5x/ddr5 ip一站式解决方案,首次在普通pcb长距离上实现内存颗粒过10gbps的访问速率。对创新的不断追求和底层技术的长期积淀,铸就了芯动在高性能领域的洞察力和核心竞争力。
▲innolink chiplet内部实现的基础技术盘点
芯动的先进ip技术,一方面引领行业技术的创新,塑造半导体企业的全球化长远发展视野,另一方面填补高性能芯片的应用空白,助力国内高端芯片发展。这也是芯动科技能先人一步实现chiplet商用落地、跻身ucie国际联盟之列的根源。
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