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Chiplet加劇XPU之爭,英偉達(dá)為何遲遲不出手?

sakobpqhz ? 來源:算力基建 ? 2023-06-15 14:42 ? 次閱讀
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近來,幾家芯片大廠陸續(xù)發(fā)布采用Chiplet技術(shù)的XPU產(chǎn)品,使得Chiplet(小芯片)再非“紙面上的技術(shù)”,開始對行業(yè)形成實(shí)際影響。1月6日,AMD推出首款采用Chiplet技術(shù)的數(shù)據(jù)中心APU Instinct MI300。1月11日,英特爾正式發(fā)布第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(代號 Sapphire Rapids)。這也是英特爾首個基于 Chiplet設(shè)計的至強(qiáng)處理器。近年來數(shù)據(jù)中心成了AMD、英特爾及英偉達(dá)的必爭之地,在這場爭奪戰(zhàn)中,三家?guī)缀醵技R了CPU、GPU甚至是DPU產(chǎn)品線。而隨著Chiplet技術(shù)的加持,這場XPU之戰(zhàn)似乎日趨白熱化,卻唯獨(dú)遲遲不見英偉達(dá)“出手”。

01. Chiplet引燃XPU市場

所謂XPU,可以理解為“多PU組合”,即在一個芯片中集成CPU、GPU和AI加速器等多項(xiàng)功能,以適應(yīng)更廣闊的超級計算市場。在此之前,英特爾的Falcon Shores XPU混合搭配CPU+GPU,英偉達(dá)的Grace Hopper Superchip是Grace CPU +H100 GPU的組合,都是同一道理。

AMD的首款數(shù)據(jù)中心APU Instinct MI300以及英特爾的第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的問世,使人們意識到,在經(jīng)過Chiplet技術(shù)的加持后,XPU芯片性能的提升可謂是得到了飛躍。

此次AMD推出的首款數(shù)據(jù)中心APU Instinct MI300被官方稱為“AMD迄今最復(fù)雜的芯片”,共有1460億個晶體管,通過3D堆疊技術(shù)封裝,采用5nm和6nm制程的Chiplet,將CPU內(nèi)核和GPU內(nèi)核放在同一設(shè)計中,讓兩種處理器類型共享一個高速、低延遲的統(tǒng)一內(nèi)存空間。

而英特爾新推出的采用Chiplet技術(shù)的第四代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器包含52款CPU,最多支持60核,可以提供最多80個PCIe 5.0通道、最高支持1.5TB的 DDR5-4800內(nèi)存。

“從本質(zhì)上說,XPU芯片對功能要求極高,既需要CPU、GPU、NPU以及其他關(guān)聯(lián)需求芯片的研發(fā)設(shè)計能力,還需要滿足強(qiáng)大的算力需求,對于AMD和英特爾而言,二者在技術(shù)儲備和現(xiàn)有產(chǎn)品整合能力上都已跨過規(guī)?;瘧?yīng)用Chiplet技術(shù)的門檻,采用Chiplet技術(shù)將其進(jìn)行融合之后,可以實(shí)現(xiàn)1+1》2的效果?!睒I(yè)內(nèi)專家向《中國電子報》記者表示。

Chiplet技術(shù)可以將一類滿足特定功能的die(裸片)通過die-to-die的內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片的封裝,形成一個系統(tǒng)芯片。不同的小芯片可以根據(jù)不同的需求來進(jìn)行分開制造,然后再通過先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)行組裝。這使得一整個芯片中,不需要全部都采用相同工藝在一塊晶圓上進(jìn)行一體化制造,可以極大降低芯片的制造成本。

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使用小芯片異構(gòu)集成技術(shù)形成的一顆高集成度的異構(gòu)封裝體(示意圖)

02. 英偉達(dá)為何“按兵不動”?

值得注意的是,不同于英特爾和英偉達(dá)采用Chiplet架構(gòu)的做法,英偉達(dá)首款GPU+CPU組合——Grace Hopper Superchip還是單芯片的方式。

賽迪顧問物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心副總經(jīng)理劉暾表示,當(dāng)前英偉達(dá)可以通過NVLink-C2C技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速、低延遲、芯片到芯片的互連,與Chiplet相似,可支持定制裸片間實(shí)現(xiàn)互連,例如Nvidia Grace Hopper芯片就結(jié)合了Nvidia Hopper GPU與Nvidia Grace CPU,是一個通過NVLink-C2C連接的集成模塊,同樣也實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的性能。因此,現(xiàn)階段英偉達(dá)并不一定非要采用Chiplet的方式來實(shí)現(xiàn)高密度互連。

其次,采用新技術(shù)往往也意味著要經(jīng)歷一輪新的冒險。如今,英偉達(dá)的產(chǎn)品依舊能夠依靠先進(jìn)工藝的優(yōu)勢以及高密度互連技術(shù)的優(yōu)勢,使其產(chǎn)品性能依然保持業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。而采用領(lǐng)先的Chiplet技術(shù)也意味著需要投入高昂的研發(fā)費(fèi)用,并需要一段時間對新技術(shù)進(jìn)行磨合。

賽迪顧問集成電路產(chǎn)業(yè)研究中心研究員鄧楚翔表示,英偉達(dá)之所以不用提前“冒險”采用Chiplet技術(shù),一部分原因是由于英特爾和AMD主要擅長CPU,GPU技術(shù)要落后于英偉達(dá),為了能夠迎頭趕上,促使英特爾與AMD提前采用了Chiplet技術(shù),他們渴望通過Chiplet技術(shù)使其GPU整體性能能夠和英偉達(dá)旗艦產(chǎn)品接近。

對于英偉達(dá)而言,未來或許也有入局Chiplet技術(shù)的可能。對于XPU類的芯片而言,若想做強(qiáng),需要有強(qiáng)大的整合能力,而Chiplet技術(shù)往往是首選。

“從英偉達(dá)最新商業(yè)路線來看,如今他們在布局CPU+GPU+DPU的三芯戰(zhàn)略,未來極有可能將構(gòu)建英偉達(dá)自己的XPU體系,并催生新的解決方案,甚至有可能與其他企業(yè)的芯片進(jìn)行整合。彼時,難免會在互聯(lián)時遇到接口標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況,而Chiplet擁有全球較為權(quán)威且成熟的統(tǒng)一互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn),例如,UCIe聯(lián)盟。因此,目前看來,Chiplet技術(shù)是未來在XPU芯片中,實(shí)現(xiàn)按需整合、多芯協(xié)同的首選?!睒I(yè)內(nèi)專家向《中國電子報》記者表示。

劉暾表示,除了通過NVLink-C2C技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)外,英偉達(dá)也在積極布局新技術(shù)和新封裝,新一代GPU將有望從單芯片轉(zhuǎn)向MCM封裝,并利用高速總線實(shí)現(xiàn)Chiplet之間的互聯(lián)。另外,英偉達(dá)也于2022年8月份宣布將支持新的UCIe規(guī)范,顯示出其將利用Chiplet技術(shù)進(jìn)一步提升GPU、CPU和DPU等靈活配置集成的意向。

可見,英偉達(dá)選擇“按兵不動”或許只是暫時,未來或許馬上就能拿出產(chǎn)品,同樣通過Chiplet技術(shù),打開一片新的天地。

—END—

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原文標(biāo)題:Chiplet加劇XPU之爭,英偉達(dá)為何遲遲不出手?

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