Arm 生態系攜手制定標準 以促進小晶片的廣泛應用

February 27, 2024

 

Arm 與其生態系夥伴正在尋求加速次世代晶片的演進

作者：Arm 執行副總裁暨首席架構師與院士 Richard Grisenthwaite

我們的合作夥伴不斷地尋求一個關鍵挑戰的解決之道，這個挑戰便是—如何在管理製造和良率相關成本的同時，以最大化的效率持續突破效能極限。如今，隨著更複雜的人工智慧 (AI) 加速運算領域不斷發展，一個關鍵的解決方案應運而生，那就是小晶片 (Chiplet)。

小晶片技術透過組合多個較小的晶粒（而非單個更大的晶片）的方式來構建更大、更複雜的系統，此系統可以做為單一解決方案進行封裝和銷售。這便帶來了有趣的新設計可能性，其中最令人興奮的一個可能性是，過往選擇現成解決方案的製造商，現在有了客製化晶片的新選擇。這個可能性的特別之處在於其【可組合性】的概念，即透過重複使用一些優化過性價比的現有或標準化小晶片，構建完整的客製化解決方案。這種可重複使用性和標準化，可望構建一個多供應商的小晶片供應鏈，使新舊廠商都有機會提供效能和實現差異化。

提供加速小晶片應用所需的通用框架

為實現上述機會，設計人員將需要在許多無差異化的小晶片分區選擇、並對介面標準化有相關影響的部分達成共識。一套通用框架對支援新一代晶片設計不可或缺，並且需要大量目標明確的合作與投資。今天，我非常高興地介紹兩個新計劃的最新進展，這兩個計劃將有助於實現該通用框架：

  • Arm 小晶片系統架構 (Chiplet System Architecture, CSA)：Arm 與 20 多位合作夥伴正在分析和界定基於小晶片的系統的最佳分區選擇，其用意在開發 Arm CSA，以提高多個供應商之間的元件（包括物理設計 IP、軟 IP 等）的重複使用率。這些合作夥伴來自包括行動端、車用和基礎設施等多個產業市場，我們將共同探索如何更佳的為不同小晶片類型的系統設計選擇進行標準化。例如，如何對一個基於 Arm 架構的跨多個小晶片的系統，或是它們更上層的屬性（如系統記憶體或信任根的要求）進行分區。
  • 更新 AMBA 以實現小晶片協議標準化：在過去超過 27 年裡，AMBA 一直是基礎的開放產業標準。AXI 和 CHI 等 AMBA 規範廣泛應用於數十億的裝置中。
    • AMBA CHI 高速、可靠、和封包的特性，非常適用於小晶片。之前我們宣佈的 AMBA CHI C2C 規範利用現有on-chip CHI 協議，並定義了封包的方式，使其能夠在晶片（或小晶片）之間進行傳輸。今天，我們非常高興地宣佈，透過業內各類合作夥伴的共同協作，現已正式發表開放規範。
    • 現有多個基於 AXI 的設計對於實現小晶片至關重要。我們致力於提供一個開放的 AXI C2C 規範，提供給目前在單晶片 AXI 設計獲益的供應商使用。

攜手合作 複雜問題迎刃而解

正如單塊晶片是由 IP 模組組成一樣，透過對 AMBA 和 CSA 的持續投入，合作夥伴能將一個基於 Arm 架構的系統分拆到多個小晶片。除了這些新標準，我們仍需要繼續在幾個 Arm 特定且橫跨整個產業的層面上開展合作：

  • 物理層：業界標準。如 UCIe，被用來定義封裝內的小晶片間資料傳輸的物理層（適用於 AMBA、PCIe 及其他協定），以及來自小晶片的系統聚合中的其他不具差異化的部分。

  • 協議：我們希望通過 PCIe 和 CXL 等產業標準協定以及 AMBA 等系統單晶片 (SoC) 上的互連協議，使得市場能夠將來自主機板的經嚴格定義的周邊聚合在一個封裝內。

  • 上層屬性和分區：對於使用 AMBA 協定的基於 Arm 架構的系統，將 SoC 分拆成小晶片具有無限的彈性。CSA 將協助Arm 生態系就最具價值的分區方案達成共識，以減少碎片化。

提供加速小晶片應用所需的通用框架

雖然小晶片的廣泛採用可能仍需多年的時間，但是一想到這些標準將有助於加快向基於小晶片的系統的發展，我們感到十分興奮。如今，Arm 平台的彈性有助於實現新興的小晶片生態系。幫助合作夥伴以所需的彈性快速構建客製化晶片解決方案是我們一貫的發展方向。隨著我們持續在日益複雜的環境中提供產業所需的運算、效能效率和軟體解決方案，我們也為產業帶來新的關鍵標準和專案，比如近期發佈的 Arm 全面設計 (Arm Total Design) 生態系方案，以匯聚生態系的力量，進而促成基於 Arm 平台快速發展且多樣化的小晶片生態系。

合作夥伴若有興趣加入 Arm CSA，歡迎聯絡  csa-feedback@arm.com

關於 Arm

Arm 技術正在建構運算的未來。Arm 的低功耗處理器設計與軟體平台，已促成超過 2,800 億顆晶片的先進運算，我們的技術安全地驅動包含感測器、智慧型手機甚至於超級電腦等產品。Arm 攜手超過 1,000 家技術合作夥伴，使人工智慧得以在任何場景順利運作。而在網路安全領域，我們也致力於為從晶片到雲端的數位世界奠定信任的基礎。世界的未來將建構於 Arm 之上。


所有資訊都「依目前情況」提供，且並不帶保證或代表性。此文件可以自由分享，但不得修改且必須註明出處。Arm 是 Arm Limited（或其子公司與附屬機構）的註冊商標。所有品牌或產品名稱均為所屬公司之財產。© 1995-2024 Arm Limited.