芯片异构：竞争格局扑朔迷离 3月22日

文章图片

文章图片

3月22日，英伟达发布了一款数据中心专属CPU——“GraceCPU超级芯片” 。该芯片由两颗CPU芯片组成，其间通过NVLink-C2C技术进行互连。而NVLink-C2C则与近日英特尔与台积电、三星等多家科技厂商发起的UCIe标准有着异曲同工之妙，也是一种新型的高速、低延迟、芯片到芯片的互连技术，可支持定制裸片与GPU、CPU、DPU、NIC、SOC实现互连。
当前，新型数据中对算力需求日渐持续攀升，仅靠单一类型的架构和处理器无法处理更复杂的海量数据， “异构”正在成为解决算力瓶颈关键技术方向。 chiplet（“芯粒”）技术被视为“异构”技术的集纳。 3月初，英特尔发起的UCIe标准将为chiplet（“芯粒”）技术提供统一接口和技术标准，台积电、三星、日月光、AMD、等厂商加入，但英伟达却按兵不动。
专家指出，这表明英伟达并没有想要游离在UCIe联盟之外，但也同时展现出了英伟达对NVLink-C2C的绝对信心，未来也许会组建自己的联盟。在全球异构计算领域，虽然AMD也占有一席，但从其加入了UCIe标准联盟来看， AMD在“异构”上已经偏向英特尔这边，未来异构芯片之战主要在英特尔和英伟达之间进行，业界称之为“双英之战” 。
英特尔的“芯粒联盟”
UCIe的魅力在于可以将各个企业的Chiplet规定在统一的标准之下，这样不同厂商、工艺、架构、功能的芯片就可以进行混搭，从而轻而易举地达到互通，并且还能实现高带宽、低延迟、低能耗、低成本。芯谋研究高级分析师张彬磊向《中国电子报》采访人员表示， “小芯片”chiplet技术的发展有望推动异构计算的发展， chiplet技术提供统一接口和技术标准，解决异质封装的连接和传输效率问题（速率、能效上会有小幅损失）。 UCIe标准将促进chiplet相关技术的发展，有望在性能和功耗方面达到平衡和商业化价值。

文章图片
英特尔曾提出六大技术支柱，对XPU的实现起到了关键作用，包括制程、架构、内存、互连、安全和软件。异构计算虽然看似一个硬件层级的内容，但要释放其能力，需要芯片、系统、软件三层一体化考虑，才能够发挥作用。一是芯片层，指在芯片封装内的异构，和“小芯片”概念紧密相联；二是系统层，指多功能多架构的计算架构进行整合；三是软件层，统一的跨架构编程模型oneAPI ，可以通过一套软件接口、一套功能库为开发者提供在不同架构上编程的便利性。在统一的UCIe标准下，异构的难度就会直线下降，并且效果更好。
目前， UCIe联盟已经囊括了半导体、封装、IP供应商、晶圆代工厂和云端服务提供厂商等上下游全产业链。 AMD执行副总裁兼首席技术官MarkPapermaster表示：“UCIe标准将成为利用异构计算引擎和加速器来推动系统创新的关键因素。 ”
台积电科技院士、设计暨技术平台副总经理鲁立忠说：“该全行业联盟立志扩大封装级集成生态系统，台积电很高兴能加入其中。台积电提供各种硅技术和封装技术，为异构UCIe器件打造多种实现方案。 ”
日月光半导体工程与技术营销总监LihongCao博士指出：“业界普遍认为，异构集成有助于将基于小芯片的设计推向市场。 ”
英伟达或“另起炉灶”
然而，人们在关注UCIe联盟之余也发现，在UCIe联盟当中并没有英伟达与苹果这两大异构集成公司的身影。其中的原因，可以从英伟达CEO黄仁勋在近日召开的GTC2022春季开发者大会上探知部分。
英伟达发布了NVIDIANVLink-C2C互连技术，其链路的能效最多可比NVIDIA芯片上的PCIeGen5高出25倍，面积效率高出90倍，可实现每秒900GB乃至更高的一致互联带宽。也就是说，在异构集成的小芯片互连方面，英伟达也在做与英特尔类似的事情。
“除NVLink-C2C外，英伟达将支持UCIe标准。与NVIDIA芯片的定制芯片集成既可以使用UCIe标准，也可以使用NVLink-C2C 。 ”黄仁勋说。
对此有专家指出，这表明英伟达并没有想要游离在UCIe联盟之外，但也同时展现出了英伟达对NVLink-C2C的绝对信心，未来也许会组建自己的联盟。
赛迪顾问集成电路中心高级咨询顾问池宪念向《中国电子报》采访人员表示，英伟达自身拥有的NVIDIANVLink-C2C依托于NVIDIA世界一流的SERDES和LINK设计技术，可从PCB级集成和多芯片模组扩展到硅插入器和晶圆级连接。这可提供极高的带宽，同时优化能效和裸片面积效率。相较于UCIe标准， NVLink-C2C经过优化，延迟更低、带宽更高、能效更高。