
(原标题:Chiplet的困扰)赌钱赚钱app
要是您但愿不错常常碰头,接待标星保藏哦~
着手:本文编译自semiengineering,谢谢。
Chiplet正在引起整个这个词半导体行业的闲居关怀,但这种方法要着实达成交易化,还需要更多的举止、更好的建摹本事和方法,以及大批的投资和现实。
Chiplet的远景很好清醒。它们不错加速上市时辰,况兼收尾恒久如一,无论在哪种工艺节点上,它们王人能为特定责任负载或应用提供最好效果,而且常常比大型单片 SoC 的良率更高。但大型垂直整合企业但愿严格界说chiplet的插槽规格,而稠密初创公司、系统公司和政府机构则在股东从上至下的方法,让chiplet成立东谈主员或者基于举止化互连探索新的和不同的选项,这两者之间正在进行一场拉锯战。
这两种方法王人面对挑战。西门子数字工业软件搀杂和诬捏系统副总裁 David Fritz 暗意:“要是你有合适的芯片,况兼不错聘任在不同的工艺节点使用哪种芯片,那么你就不错组合出一个有竞争力的各异化处治决议,而无须雇佣数千名工程师,花大价格,处理再行贪图等整个问题。目下的情况是,那些通过构建复杂的 SoC 而发财致富的公司目下平直跳到了‘怎样’构建芯片。‘咱们要这样作念。’但他们健忘了中间格局,不知谈到底需要作念什么。他们健忘了‘咱们为什么要作念芯片?’”
聘任哪条旅途的决定整个由芯片架构师/芯片成立团队隆重,常常取决于应用举止是针对闲居的市集如故特定的架构,举例英特尔或 AMD 的架构,或 RISC-V 贪图。
在汽车范畴,OEM 和一级供应商可爱选用模块化的 chiplet 方法,但他们质疑其经济效益。“这是达成主见的另一种方式,价值办法也会有所不同,”Fritz 说。“‘但仍然有换取的公司主要影响我有限的聘任。’是以它朝着非常的地方发展。需要进行一些推敲,这很棒。但同期,你怎样更好地探索这个分区空间,并以正确的方式使其民主化?这样,最终客户(无论是哪个行业,无论是 OEM 如故一级供应商)王人需要领有必要的器具来告诉成立了 chiplet 的东谈主,‘这即是我需要你的 chiplet 作念的事情。’”
1
一系列复杂的挑战
chiplet面对的最大挑战之一是怎样分歧使用这些chiplet的系统。这包括处剪发生的位置、数据存储的位置以及数据在整个这个词系统中的迁移方式。决策制定的一个蹙迫部分是领有正确的功率、性能和热量模子。
Synopsys本事居品管制高档总监 Tim Kogel 暗意:“这些是分区的主要探求要素,在贪图片上系统时就仍是探求到了这少量。你是把它放在中央规画机、某个 AI 加速器、某个 GPU 如故某个专用加速器上?你是把它放在片外如故片上存储器中?你使用什么类型的互连?这些王人是你行为 SoC 架构师仍是在作念的分区。对于芯片,多芯片贪图意味着你的贪图空间中多了个维度,你不错决定将应用举止的哪些部分组合在归拢个芯片上?或者,我需要在那里将功能映射到不同的芯片中,这意味着这将股东数据流——跨芯片范围的通讯。诚然,这对你在这些顶层决策中选用的功耗和性能有着严重影响,而且还有另一套对于使用哪种本事、使用哪种封装本事的决策。行为又名贪图师,目下您在贪图或拼装多芯片芯旋即需要探求整个这些特地的方面。”
笃定芯片内和芯片之间的数据通顺信还需要探求建模问题,这可能会因芯片是里面成立如故由第三方成立而有很大各异。
Kogel 讲明谈:“选用垂直整合模式,您不错同期领有应用举止和半导体,况兼不错着实优化两者,一切王人在掌控之中。”“您无需惦记互操作性。您不错去归拢个工场进行制造。这是咱们从英特尔和 AMD 那里了解到的经典芯片贪图。他们这样作念是为了优化产量,或者因为芯片变得太大了。但咱们莫得看到对互操作性和 IP 的需求。但目下有许多趋势使得围绕多芯片构建生态系统变满足念念,您需要初始念念考互操作性。需要举止和相助,因为领有互操作性的 IP 是它或者发扬作用的必要要求。但要贪图一个到手且优化的居品,除了这些除外,还有更多的事情要作念,这又回到了数据流上。”
这里需要的是架构模范,以便以正确的方式界说居品,并确保它在整个三个维度上王人是正确的。“降服需要 IP 的一个方面来使通讯正常责任,同期还需要包括硅片寿命管制的方面,以不雅察整个部件的健康气象并监控一切是否仍在按预期责任,”Kogel 说。“这就像一个握续的测试,确保整个站点仍然健康,况兼会有与管制关联的软件堆栈,终点是在汽车等触及安全和保险方面的范畴。你不但愿这些多芯片系统在范围被黑客入侵。这是安全问题的弊端面。需要握续监控安全性,因此整个公约王人已到位,以确保通讯以安全的方式进行。整个方面——架构、软件、IP 和硅片寿命管制——王人需要作念出孝顺,才智使这项责任取见效利。”
举例,Arm 已初始将芯片集成到子系统或模块中,从而简化并加速了芯片集成到贪图中的过程。Arm 汽车业务高档总监 Christopher Rumpf 暗意:“责任负载和软件是各异化所在。咱们仍将销售 IP 居品,但目下咱们也基于咱们的举止化规画平台将它们拼装成更大的子系统,这不错缩小移植和考据的资本。咱们合计这是芯片天下的前兆。”
其他公司也这样作念。举例,Cadence 刚刚推出了基于 Arm 的 Chiplet 系统架构的系统 Chiplet 。
2
需要特定的芯片集模子
为了扩充芯片集所需的系统级分析,架构师和贪图师有特定的建模需求。“一个是性能建模,即晶体管级建模,” Cadence居品营销总监 Mayank Bhatnagar 说。“此外,在进行分析时,咱们会稽察热分析模子。这些是芯片集贪图所必需的,因为整个芯片集王人放在一个封装中,封装贪图东谈主员需要知谈有若干热流、需要放入的散热器数目,以及一个芯片集的热量将怎样影响傍边的芯片集。这少量比在单片贪图中蹙迫得多,因为在单片贪图中,功率建模(或 Vt 随功率漂移等要素)更容易捕捉,因为一切王人是换取的过程并同期进行模拟。但在芯片集贪图中,您但愿或者使用另一个芯片集的模子来贪图这个芯片集,而无须稽察其他芯片集的里面。从这个意旨上来说,模子目下变得愈加蹙迫。”
如今,这些模子常常行为贪图辛苦提供。Cadence 高档居品营销部总监 Arif Khan 指出:“往复级模子用于性能,其余王人是物理模子,当有东谈主购买 IP(举例 UCIe)时,这些模子行为贪图辛苦提交。他们想要的热模子和物理模子(IBIS 模子和其他用于信号完竣性的模子,因为你想确保你的系统或者正常责任,而整个其他模拟模子,你想要确保系统或者正常运行)确保电路或者按预期责任。整个这些辛苦王人可用。要道是每个模子王人有不同的用途。对于架构师来说,他们但愿从性能模子初始,在进行物理建模之前,在更高的线索上责任,一朝他们初始实施贪图。”
建模之是致使极具有挑战性,是因为它是动态的。“跟着越来越多的东谈主贪图基于芯片的东西,这些模子的老练度和工程团队的使用方式也在箝制演变,”Bhatnagar 说。“基于芯片的贪图仍处于相称早期的阶段,还有好多事情正在发生。举例,对于基于热量的影响,EDA 器具怎样使用它以及提供什么样的模子细节与单片贪图中的 IR 下落相称相似。对于较新的本事来说,这常常是一个更大的挑战,这意味着更多的细节。对于芯片,模子也变得愈加详备,但 EDA 器具在愚弄这些细节进行更紧密的分析方面也作念得越来越好。”
从本事上讲,芯片组模子有许多可委派遵守。Alphawave Semi 芯片组首席居品线司理 Sue Hung Fung 暗意:“当咱们提供举止芯片组居品组合中的芯片组(比如 I/O 芯片组)时,咱们会提供带凸块的裸芯片。对于 IP 贪图文献,咱们提供 IBIS-AMI 模子和接口 IP 确面前建立文献。咱们还提供芯片组顶层和基础设施的贪图 IP 辛苦,其中包括芯片组的加密顶层网表。芯片组子系统将包括整个外设和 GPIO IP、PLL 以及顶层演示测试台,以测试端到端流量、读、写和测试用例场景。对于封装贪图文献,咱们提供带有芯片凸块图的 .mcm。咱们还提供封装堆叠要求以及基板材料和工艺指南。对于电路板贪图文献,咱们提供电路板参考贪图,包括旨趣图、Gerber 文献、PCB 堆叠和阻抗布线律例。咱们还为具有自检功能的芯片组提供任务模式固件。这包括接口 IP 的 API。咱们为主机 PC OpenOCD 剧本提供应用举止代码以聚合到芯片组。有 C 驱动举止用于通过 UART 或 SPI 接口聚合到芯片组芯片。文档将包括芯片组的数据表、用户手册、电路板的物料清单和寄存器界说。”
这些委派遵守包括责任负载模子,以及性能、功耗、IP 和物理模子。“整个 IP 模子王人包含在顶层网表中,”Hung Fung 说谈。“性能和功耗通过模拟进行考据,并与 IP 测试芯片关联联,然后也在责任台上对芯片进行考据。在芯片上使用之前,整个效于芯片的 IP 王人经过事先考据和硅考据。”
3
界说芯片模子
在芯片不错在交易市集上购买之前,芯片建模还有很长的路要走,但这即是主见。责任仍是在到手进行中,绽开规画状貌 (OCP) 和 JEDEC共同奋发界说芯片模子即是明证。
“这次合作旨在提议一种刻画性谈话,让东谈主们更好地处治这个问题,” Eliyan计谋营销副总裁 Kevin Donnelly 暗意。“它仍处于起步阶段,东谈主们正在试图弄了了怎样作念到这少量。要是它是垂直整合的,你限定一切,你就不错限定用于整个部件的模子,因为这确乎是一个问题。从永久来看,要达成这少量,以及芯片贪图东谈主员需要的是,有不错即插即用的部件,较着咱们还莫得作念到这少量,原因有好多。其中之一是或者领有模子,让你弄了了什么不错相互通讯。另一个即是整个这个词互操作性方面。”
这即是 Chiplet 数据可彭胀瑰丽谈话 (CDXML) 交换格局不错发扬蹙迫作用的地方。Blue Cheetah 首创东谈主兼首席扩充官 Elad Alon 暗意:“就像每家公司王人有我方的 SoC 贪图和成立经过一样,每家公司王人将领有我方的 Chiplet 贪图和成立经过。这亦然为什么这种通用的即插即用 Chiplet 很难达成的原因之一,因为即使咱们健忘与 Chiplet 贪图关联的整个其他物理要素,会有东谈主顺从整个换取的经过吗?咱们不是处在 PCB 的范畴。咱们处在封装的范畴,而封装在拼装方面并不那么优容 — — 不仅从机械或电气角度,而且从盘活时辰的角度来看。PCB 上有好多东西不错迁移,而且旋转得相称快。但封装却不是这样 — — 尤其是高档封装。”
举例,对于 SerDes 或 PCI Express,存在举止化聚合。而对于 chiplet,界说并不解确。“这是业界试图克服的另一个挑战,谢绝了达成即插即用环境的才智,”Donnelly 说。“这是需要发生的事情之一。最挑升旨的两个东西是内存和 I/O,因为模拟和搀杂信号以及内存不会跟着逻辑过程而彭胀。这一直王人是事实。我作念了好多镶嵌式内存,东谈主们会聘任有闪存可用的工艺节点,而不是聘任他们想要的工艺节点。目下你不错把这些东西移走。移走 SerDes,移走内存。制造内存和 SerDes 的公司将制造 chiplet 并使其可用,这将初始使一个必须克服模子和互操作性等问题的市集成为着实的景不雅 chiplet 市集。”
PHY 模子对于完竣的系统级仿真亦然必需的。“这不错是一个整个数字化的 Verilog 模子,” Arteris居品管制和营销总监 Ashley Stevens 说谈。“对于大多数用途,它不需要对整个模拟功能进行建模。相称有匡助的是或者跳过 PHY 老到阶段,该阶段需要很万古辰才智初始本体功能,况兼将以整个准确的模拟模子进行建模。”
芯片组的 IP-XACT 模子对于顶层聚合和全系统寄存器管制相称有效。此外,Stevens 指出,性能模子也很有匡助,不错在合理的时辰范围内达成更长的责任负载和多个集群,以匡助作念出架构决策。“PHY 自身在这里是一个相对浮浅的模子,但它需要尽可能多地提供举止化接口,这些接口不错由 C2C/D2D 链路两侧的架构模子提供和使用。”
功率模子也能提供匡助。“芯片常常分为 2D(有多种变体)和 3D,”他说。“3D 芯片使用 TSV 互连相互集成。功率(散热)可能是 3D 集成的一个大问题,但用户常常关怀 2D 芯片的式样——UCIe 高档封装,其中芯片装置在硅中介层上并通过硅中介层聚合在一谈,或 UCIe 举止封装,其中芯片装置在举止有机封装上,两种情况下王人是并列装置的。”
但责任负载是芯片成立东谈主员必须笃定的。“行为 IP 提供商,咱们使用合成责任负载进行测试,但提供的模子应该或者使用/发扬客户指定的责任负载,”Stevens 指出。“模子自身具有的详备进度是预期速率和准确性之间的衡量。模子恒久是某种式样的雷同值。莫得适合整个效例的单一模子。决窍是或者根据客户需求提供正确的模子。目下的要点是芯片的阻滞生态系统,它们一谈贪图和考据。考据标明它们不错协同责任。业内犀利但愿创建一个芯片生态系统,其中贪图为特定接口公约的芯片将在搀杂搭配环境中可互操作和使用。这意味着在莫得最终将聚合到的芯片的情况下落寞考据芯片。这将需要考据 IP 和模子来替换资料芯片,这样咱们就不错确信芯片将与按摄影同举止构建的其他芯片一谈责任。该行业尚未达到这少量。”
假想情况下,模子还应或者在器具之间滚动,但由于器具种类蕃昌,这常常相称贫瘠。一个有效的级别是引脚级精准模子,险些每个东谈主王人痛快这少量。另一个有效的级别是用于软件启动的纯功能模子。在这两者之间,有一个周期雷同模子,它的成立资本可能相称高,但对于架构模拟具有蹙迫价值。
是德科技信号完竣性应用科学家兼高速数字应用居品司理 Chun-Ting “Tim” Wang Lee提议了一些用户向 IP 提供商商榷的要道问题:
1
您怎样弥合 IP 与模子之间的差距?
2
这在模拟中的使用有多纯真?
3
芯片模拟收尾与测量收尾有何干联?
3
chiplet模子的“准确度”是怎样界说的?
4
需要新方法
从系统级角度达成整个这一切的催化剂是到手案例。
“一朝有到手的居品系列被组织股东,他们就会说,‘这是我的芯片插槽。请来这个游乐场玩吧’,”Blue Cheetah 的 Alon 说。“除了插槽界说除外,他们还将界说评估和查验整个这些内容的具体方法,从建模角度、从贪图基础设施角度、从附庸角度。你必须把整个这个词包裹放在一谈。整个这个词但愿是,在这方面会有相称多的举止化。仍是在作念芯片的玩家诚然不错在他们的学习和教授方面作念出相称大的孝顺。但这一切王人必须调解一致。从激发的角度来看,除非有凭证,不然东谈主们很难劝服我方废弃整个的里面学习,并废弃合计他们不应该废弃它,因为它是竞争上风。在别东谈主的 SoC 中赢得插槽的着实、具体的契机是整个这一切的催化剂。”
这也调动了芯片业务的动态。西门子的 Fritz 暗意:“这将权益再行交到那些必须出钱购买这些芯片、拼装、封装和测试芯片的东谈主手中。他们必须了解股东这一发展的交易模式以及他们的最终客户需要什么,而不是别东谈主说,‘我不想失去对这个市集的限定,是以,这是你的芯片。要是你不可爱,就去找另一个。’整个这个词情况正在好转。”
但要达成这一主见,需要一个反叛者,弗里茨说。“咱们需要有东谈主站出来暗意,‘我的确不在乎这些委员会。你不错在昔时几十年里辩驳这个问题,却永远无法作念出任何决定,但这即是我正在作念的事情。’然后每个东谈主王人会说,‘哇,这到手了。我要作念相通的事情,’短暂间它就发展出了一个事实上的举止,咱们参预了举止化,而不是相背。举止化的能源是为了缩小资本,在很厚情况下,这是一种减速行业发展的策略,直到一些更大的孝顺者准备好让它发生。这即是为什么咱们需要一个反叛者,他可能是一家仍是领有 IP 来完成 chiplet 蹙迫部分的公司,因为他们无须惦记许可的影响。他们不需要作念任何这些。他们会说,‘望望咱们得到了什么。要是你想要,这里就有,这即是咱们聘任的方式。要是你想与咱们的 chiplet 交互,这即是你要作念的事情。”
https://semiengineering.com/top-down-vs-bottom-up-chiplet-design/
半导体佳构公众号推选
专注半导体范畴更多原创内容
关怀寰球半导体产业动向与趋势
*免责声明:本文由作家原创。著作内容系作家个东谈主不雅点,半导体行业不雅察转载仅为了传达一种不同的不雅点,不代表半导体行业不雅察对该不雅点赞同或搭救,要是有任何异议,接待筹划半导体行业不雅察。
今天是《半导体行业不雅察》为您共享的第3962期内容,接待关怀。
『半导体第一垂直媒体』
及时 专科 原创 深度
公众号ID:icbank
可爱咱们的内容就点“在看”共享给小伙伴哦赌钱赚钱app
