日前，一個(gè)聲稱(chēng)其成員來(lái)自53家公司的組織舉辦了其第一次關(guān)于為加速器創(chuàng)建小芯片(chiplet)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的研討會(huì)。該研討會(huì)的目的是在半導(dǎo)體發(fā)展步伐放緩的當(dāng)下，實(shí)現(xiàn)SoC的低成本替代方案。
這個(gè)名為“開(kāi)放特定領(lǐng)域架構(gòu)(ODSA)”的組織，隸屬于Facebook創(chuàng)建的開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目(Open Compute Project)框架下，他們最近宣布了其第一個(gè)開(kāi)源硅項(xiàng)目。但該項(xiàng)目正面臨技術(shù)難題和商業(yè)障礙，阻礙了其市場(chǎng)化動(dòng)力，目前尚不清楚這項(xiàng)躊躇滿(mǎn)志的計(jì)劃能否獲得積極響應(yīng)和廣泛參與。
迄今為止，已經(jīng)有很多公司早早地創(chuàng)建了自己的 chiplet 生態(tài)系統(tǒng)，包括Marvell的MoChi、英特爾的EMIB以及初創(chuàng)公司zGlue提供的產(chǎn)品。而且早在去年夏天，英特爾就已發(fā)布了針對(duì)其EMIB封裝技術(shù)的開(kāi)源AIB協(xié)議，作為其DARPA研究計(jì)劃中小芯片研究的一部分。
Chiplet是業(yè)界為了彌補(bǔ)硅工藝技術(shù)增長(zhǎng)放緩所做的幾項(xiàng)努力之一。 它們起源于多芯片模塊，誕生于20世紀(jì)70年代，最近在AMD的Ryzen和Epyc x86處理器等產(chǎn)品中作為一種節(jié)省成本的技術(shù)而重新煥發(fā)活力。
“目前所有的多芯片接口都是專(zhuān)有的。我們團(tuán)隊(duì)想要建立的是一個(gè)開(kāi)放接口，讓你可以組裝出最好的芯片，” Netronome工程師，同時(shí)也是ODSA的創(chuàng)始人Bapi Vinnakota表示，該公司旨在為OSDA組織提供多核網(wǎng)絡(luò)處理器中使用的800Gbps架構(gòu)提供寄存器傳輸級(jí)(RTL)設(shè)計(jì)。
作為一個(gè)開(kāi)始，其他ODSA成員在研討會(huì)上提出以一個(gè)簡(jiǎn)單的“線(xiàn)束”作為初始物理層接口，它可以以1、2或4 Gbits /秒/ pin的可選速率在有機(jī)基板上運(yùn)行。
未來(lái)的接口還可能包括CCIX、112G和56G serdes以及RISC-V TileLink。該組織建議將來(lái)使用PCIe PIPE抽象層來(lái)實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議和PHY物理層。盡管其成員主要精力在數(shù)據(jù)中心，但ODSA最終的目標(biāo)也包括為移動(dòng)和邊緣系統(tǒng)提供芯片。
ODSA的目標(biāo)是圍繞PCIe創(chuàng)建快速概念驗(yàn)證，同時(shí)定義其接口。(來(lái)源：ODSA)
該組織將研究相干和非相干內(nèi)存鏈路的混合應(yīng)用，并采用turbo模式實(shí)現(xiàn)雙向流量。 但它似乎拒絕了英特爾的AIB協(xié)議，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)速率和引腳排列太有限。
ODSA計(jì)劃于年底前展示其基于PCIe的概念驗(yàn)證。同時(shí)，它將充實(shí)其PHY、協(xié)議以及其他規(guī)范。建議工程師們可以在明年開(kāi)始進(jìn)行商業(yè)化的工作。
該組織還旨在為 chiplets 定義業(yè)務(wù)流程。ODSA的另一位創(chuàng)始人，NXP公司營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Sam Fuller表示，它將為不同的行業(yè)細(xì)分提供有價(jià)值的建議，并為已知合格芯片(KGD)定義測(cè)試認(rèn)證。他補(bǔ)充說(shuō)，ODSA還需要吸引包括封裝供應(yīng)商在內(nèi)的幾個(gè)主要參與者。
ODSA其他活躍成員還包括監(jiān)督概念驗(yàn)證的FPGA供應(yīng)商Achronix公司和提供電源和散熱問(wèn)題觀點(diǎn)的On Semiconductor公司。初創(chuàng)公司Kandou、SiFive和zGlue也是該組織的聯(lián)合創(chuàng)始公司。
大約有70人參加了ODSA首屆活動(dòng)，其中約20人參加了直播活動(dòng)。 “每隔兩、三個(gè)星期就會(huì)有四、五個(gè)新的有識(shí)之士參與進(jìn)來(lái)，” 該組織的Vinnakota表示，該組織于2018年10月開(kāi)始與七家公司合作。
三星曾在其北美總部舉辦的活動(dòng)中討論到ODSA，并表示出其對(duì)該組織的支持。
“我們正在定義公司的chiplet策略，僅我個(gè)人而言，我看到了很多人對(duì)chiplet的濃厚興趣，”三星電子美洲戰(zhàn)略高級(jí)主管 Craig Orr說(shuō)。
“我見(jiàn)過(guò)許多公司從3D堆疊中做出引人注目的東西，他們將晶圓最大限度切割并拼接在一起。還有許多網(wǎng)絡(luò)公司正在分離I/O芯片，這使得今天的serdes傳輸可以在未來(lái)切換到硅光子傳輸，“他說(shuō)。
隨著成本的上升，“生產(chǎn)前沿工藝節(jié)點(diǎn)芯片的公司越來(lái)越少，因此如果我們可以通過(guò)采用 chiplet 降低成本，這將會(huì)給我們帶來(lái)更多的客戶(hù)，”他補(bǔ)充道。
對(duì)于Facebook和其他大型數(shù)據(jù)中心而言，定義硅芯片是定義一系列系統(tǒng)、電路板和模塊之后的下一個(gè)重大飛躍。隨著芯片發(fā)熱量上升，目前廣泛使用液體冷卻的價(jià)格也水漲船高，這讓他們倍感壓力。
包括AMD、英特爾、英偉達(dá)、Qualcomm、賽靈思和人工智能初創(chuàng)公司Graphcore和Habana等公司在內(nèi)的一個(gè)組織，與Facebook合作定義了一個(gè)用于冷卻高端芯片的模塊，這個(gè)模塊與一個(gè)大的咖啡馬克杯一樣大小，被稱(chēng)為OCP加速器模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)OAM)，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)為最多容納8個(gè)芯片，在風(fēng)冷系統(tǒng)中每個(gè)芯片的功率達(dá)到450W，在水冷系統(tǒng)中高達(dá)700W。
該模塊最初只是為追求高性能的AI機(jī)器培訓(xùn)工作而設(shè)計(jì)，現(xiàn)在Facebook相信它也能用于推理系統(tǒng)?！拔覀兲峁┝艘粋€(gè)700W功率的選項(xiàng)，因?yàn)榈拇_有公司在考慮采用，”Facebook硬件工程師Whitney Zhao表示，她談起了英偉達(dá)公司與一所大學(xué)研究的多芯片GPU。
“450W是頂線(xiàn)，高于450W，冷卻問(wèn)題就可能對(duì)我們產(chǎn)生很大影響。液體冷卻對(duì)數(shù)據(jù)中心會(huì)產(chǎn)生巨大影響。 我們需要時(shí)間來(lái)構(gòu)建這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施 - 這是我們現(xiàn)在的主要議題之一?！?她說(shuō)。
Open Compute成員已經(jīng)將各種系統(tǒng)用于加速器。(來(lái)源：ODSA)
與此同時(shí)，包括OAM在內(nèi)，F(xiàn)acebook和微軟在他們的數(shù)據(jù)中心中使用了至少五種系統(tǒng)構(gòu)成封裝，而且還會(huì)有越來(lái)越多的系統(tǒng)構(gòu)成出現(xiàn)。Facebook和合作伙伴將在今年開(kāi)始為新模塊定義通用基板、機(jī)箱和托盤(pán)。
“我們需要一個(gè)開(kāi)放的加速器基礎(chǔ)架構(gòu)，” Zhao說(shuō)，她還提到她在參加ODSA會(huì)議后了了解芯片級(jí)選項(xiàng)。
對(duì)于芯片供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，越來(lái)越多的系統(tǒng)目標(biāo)“令人大開(kāi)眼界，我們的著陸區(qū)就是一份厚厚的菜單，”Netronome公司的Vinnakota說(shuō)?！拔覀兊脹Q定我們的目標(biāo)模塊，再搞清楚用哪些產(chǎn)品。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，答案是目前我們還沒(méi)有明確的想法，我們?cè)敢饨邮苋魏螏椭鷣?lái)搞清楚我們要的是什么?！?他補(bǔ)充說(shuō)。