Chiplet 策略是解决计算密度挑战的关键

数据中心工作负载正在迅速发展，要求具有不同的计算、内存和 IO 功能组合的高计算密度。这正在推动架构从千篇一律的整体解决方案转向可以针对特定应用程序独立扩展的分解功能。

必须采用最新的流程节点来提供所需的计算密度。然而，使用传统的单片 SoC 这样做存在固有的劣势，因为成本不断上升和上市时间的挑战会导致不利的经济性。为了解决这一困境，基于小芯片的集成策略正在出现，其中计算可以从最先进的进程节点中受益，而特定应用的内存和 IO 集成可以驻留在成熟的尾随进程节点上。

此外，将解决方案分解为可组合的部分为合作伙伴生态系统打开了大门，他们可以独立开发优化的小芯片，然后可以异构混合并匹配成各种高度差异化且具有成本效益的解决方案。

小芯片方法实现了平衡的权衡，能够通过单片方法从一组可组合的小芯片功能中提供过多的领域特定解决方案。计算小芯片往往会迅速采用领先的工艺节点，以获得最佳性能、功率和面积。相反，内存和 IO 功能利用混合信号功能，从最新节点中受益较少，并且需要更长的验证周期，因此在成熟的后处理节点上集成小芯片更有利。

由于内存和 IO 的配置通常是特定于工作负载的，因此在更具成本效益的节点上集成小芯片往往是一种高价值和差异化的 SoC 开发。另一方面，计算小芯片变得更加通用，能够在更广泛的应用程序和更高的资产管理机会中分摊更高的前沿节点成本。最后，系统集成商可以混合和匹配小芯片以解决广泛的应用程序和产品 SKU，而不会产生新设计流片的高成本。

对于典型的高性能 CPU 设计，这些优势可以为每个产品节省至少 2000 万美元，并将上市时间缩短大约 2 年。成本节省来自 IP 许可、掩模组、EDA 工具和开发工作的减少。上市时间优势源于与单一方法相比，集成、验证和产品化解决方案的复杂性显着降低。最后，集成多个小芯片所需的封装技术已经进入主流，并且不会显着增加风险，从而将更具成本效益的产品推向市场。

要使多供应商小芯片方法成为主流，需要做好两件事：小芯片之间需要开放且标准化的芯片到芯片 (D2D) 接口；一个功能特定的小芯片生态系统，可以很容易地集成以解决不同的应用程序。行业领导者目前正在投入资源和努力，以确保在不久的将来解决这两个因素。

开放计算项目中的开放域特定架构 (ODSA)工作组是 D2D 标准化工作的天然家园，确保它可以在数据中心和应用程序中有效利用到 5G 网络边缘。多家供应商正在推出其高度便携的 D2D 线束 (BoW) PHY 技术，以提供小芯片之间的电气物理层。在 PHY 层之上，Ventana 创建了一个轻量级的链路层，以在小芯片接口之间有效地传输标准互连协议。

将解决方案分解为小芯片上的通用可组合功能的优点高度依赖于 D2D 接口属性，以实现良好的性能-功耗-成本权衡。BoW 被视为一个引人注目的解决方案，因为它可以以较低的成本提供非常高的带宽、低延迟、低功耗。此外，它的电路复杂性非常低，可以在多个客户和产品线中得到更广泛的采用。初始接口配置旨在提供高达 128GB/s 的原始带宽吞吐量，延迟低于 8ns，并且有源功耗低于 0.5pJ/bit。

此外，围绕标准化的 D2D 小芯片接口正在形成一个丰富的合作伙伴生态系统。几家成熟的供应商正在开发一系列高速串行和处理框架，以支持广泛的解决方案市场。除了数据中心，发展中的合作伙伴生态系统还专注于其他高增长的细分市场，例如 5G 基础设施、边缘计算、汽车和终端客户端设备。

RISC-V 可扩展 ISA 提供了坚实的基础，可以将特定领域的加速与统一的软件框架结合起来。这是创立 Ventana Micro Systems 的关键理由。我们希望通过数据中心级处理器将 RISC-V 带入高性能 CPU 类别，以满足超大规模和企业客户的特定需求。我们选择在合作伙伴生态系统中率先采用基于小芯片的方法，以实现技术的快速采用。

我们已经证明，我们的计算小芯片可以在集成小芯片设计中处理和执行自定义指令。这种方法提供了支持一系列解决方案的灵活性，在这些解决方案中，客户可以选择在单独的小芯片上保持其差异化技术的私有性，或者直接与 Ventana 合作以实现更优化的集成。

基于 Chiplet 的集成是一种必要且非常适合的方法，可以在数据中心和其他高增长市场中实现新的颠覆性趋势，例如分解服务器、异构计算和特定领域的加速。除了能够快速采用这些新兴趋势之外，与传统的单片 SoC 相比，它还具有显着的成本和上市时间优势。

ODSA 中 D2D 接口的标准化将使丰富的生态系统能够支持这些来自一组可用小芯片的独特、差异化的集成。RISC-V ISA 可扩展性通过利用生产就绪的计算小芯片和支持生态系统，提供了在创纪录的时间内释放特定领域加速的秘诀。