蓬勃發(fā)展，AI時代芯粒技術(shù)備受關(guān)注

AI應(yīng)用的廣泛普及與數(shù)據(jù)中心需求的爆發(fā)式增長，對高性能計(jì)算提出了嚴(yán)苛要求。數(shù)據(jù)中心作為AI運(yùn)算的“心臟”，承擔(dān)著海量數(shù)據(jù)的處理和分析任務(wù)，傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)在滿足AI計(jì)算性能需求時顯得力不從心。更棘手的是，摩爾定律逐漸逼近物理極限，按照傳統(tǒng)的芯片制造模式，每18-24個月芯片晶體管數(shù)量翻倍的目標(biāo)愈發(fā)難以實(shí)現(xiàn)，這使得芯片性能提升的成本急劇增加，性價比優(yōu)勢不再明顯。

芯粒技術(shù)的出現(xiàn)，為破解這一困局提供了新思路。它采用異構(gòu)集成方式，將不同功能的小芯片（芯粒）整合在一起，就像搭積木一樣，根據(jù)不同的應(yīng)用場景靈活組合。這種方式既能復(fù)用已優(yōu)化、高性價比的現(xiàn)有或標(biāo)準(zhǔn)化芯粒，降低設(shè)計(jì)和制造成本，又能通過定制化組合，滿足特定場景下的高性能需求。比如，在數(shù)據(jù)中心，將擅長數(shù)據(jù)處理的計(jì)算芯粒、大容量存儲芯粒和高速通信芯粒相結(jié)合，打造出更高效的AI計(jì)算芯片，有力地推動了數(shù)據(jù)中心和AI應(yīng)用的發(fā)展。

從市場數(shù)據(jù)來看，芯粒行業(yè)展現(xiàn)出驚人的增長勢頭。據(jù)Market.us公布的報告，2023年全球芯粒市場規(guī)模約31億美元，預(yù)計(jì)2024年將升至44億美元。2024-2033年，其復(fù)合年均增長率預(yù)計(jì)達(dá)42.5%，到2033年估值將高達(dá)1070億美元。MEMS麥姆斯咨詢的預(yù)測更為樂觀，預(yù)計(jì)到2035年全球芯粒市場規(guī)模將飆升至4110億美元。這些數(shù)據(jù)表明，芯粒技術(shù)在市場上獲得了高度認(rèn)可，其廣闊的發(fā)展前景吸引著眾多企業(yè)和資本紛紛入局，成為芯片產(chǎn)業(yè)新的增長引擎。

推動者，Arm攜手合作伙伴加速芯粒生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)

Arm在芯粒生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建和發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。自芯粒概念興起，Arm就積極投身其中，從多方面推動技術(shù)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)。

2024年2月，Arm宣布推出Arm芯粒系統(tǒng)架構(gòu)（CSA）和更新AMBA計(jì)劃。CSA旨在為芯粒技術(shù)提供通用框架，減少行業(yè)碎片化現(xiàn)象。在芯粒設(shè)計(jì)中，不同企業(yè)的芯粒若要實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同，就需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范，CSA就像一本“通用手冊”，為設(shè)計(jì)人員提供了明確的指導(dǎo)。同時，更新AMBA則是為了適應(yīng)芯粒技術(shù)的發(fā)展需求，確保各個芯粒之間能夠順暢通信。

2025年1月，Arm芯粒系統(tǒng)架構(gòu)正式推出首個公開規(guī)范，這是芯粒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中的重要里程碑。該規(guī)范基于AMBA CHI C2C統(tǒng)一接口協(xié)議，進(jìn)一步完善了芯粒之間的通信和協(xié)同規(guī)則。這不僅有助于提升芯粒設(shè)計(jì)的效率，還能降低不同企業(yè)開發(fā)芯粒的技術(shù)門檻，促進(jìn)整個行業(yè)的良性競爭和創(chuàng)新發(fā)展。目前，已有超過60家行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)參與CSA相關(guān)工作，這一龐大的陣營充分顯示出Arm在芯粒領(lǐng)域的號召力和影響力。

在與合作伙伴的協(xié)作方面，Arm成果豐碩。2024年4月，Arm攜手合作伙伴共同推動AMBA CHI芯片到芯片互連協(xié)議（AMBA CHI C2C）的落地實(shí)施。這一協(xié)議是CSA定義的芯粒之間接口協(xié)議，其重要性不言而喻。它利用現(xiàn)有的單芯片上CHI協(xié)議定義數(shù)據(jù)封裝格式，使數(shù)據(jù)能在芯粒間鏈路高效傳輸。更關(guān)鍵的是，它打破了供應(yīng)商之間的壁壘，不同供應(yīng)商的芯粒可通過這一統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)互操作性。

NVIDIA作為重要合作伙伴，對AMBA CHI C2C規(guī)范高度認(rèn)可。NVIDIA硬件工程副總裁Ashish Karandikar表示，該規(guī)范將實(shí)現(xiàn)高效芯片間互連，助力打造強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)。這表明，在AI計(jì)算領(lǐng)域，AMBA CHI C2C規(guī)范已成為推動技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵力量。

新思科技與Arm在AMBA協(xié)議系列擴(kuò)展方面持續(xù)合作，為共同客戶提供了有力支持。新思科技針對不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開發(fā)了多款A(yù)MBA驗(yàn)證IP及多芯片驗(yàn)證解決方案，幫助多位HPC和數(shù)據(jù)中心客戶順利完成流片。這一合作不僅加速了芯粒技術(shù)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)用，還為其他企業(yè)提供了可借鑒的合作模式，推動了整個行業(yè)的技術(shù)落地。

此外，Arm還與眾多企業(yè)開展深度合作，共同開發(fā)芯粒平臺。如Arm、三星晶圓代工廠、ADTechnology和Rebellions合作開發(fā)基于Neoverse CSS V3的AI CPU芯粒平臺；Alcor Micro和Alphawave推出基于臺積公司工藝的全新芯粒。這些合作成果展示了Arm芯粒生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和創(chuàng)新性，不同企業(yè)在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢，形成了強(qiáng)大的合力。

展望未來，芯粒的價值更加凸顯

Arm在芯粒領(lǐng)域的一系列舉措和成果，對芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。從積極方面看，Arm所推動的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程有助于規(guī)范市場秩序，提高芯粒的通用性和兼容性，降低行業(yè)開發(fā)成本，加速創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。通過與眾多合作伙伴的協(xié)同創(chuàng)新，Arm構(gòu)建了一個龐大且活躍的芯粒生態(tài)系統(tǒng)，為不同規(guī)模、不同領(lǐng)域的企業(yè)提供了參與芯粒技術(shù)發(fā)展的機(jī)會，激發(fā)了整個行業(yè)的創(chuàng)新活力。

不可忽視的是，Arm也面臨著諸多挑戰(zhàn)。在技術(shù)層面，雖然AMBA CHI C2C協(xié)議等取得了重要進(jìn)展，但隨著芯粒技術(shù)的不斷演進(jìn)，對接口帶寬、傳輸速度和穩(wěn)定性的要求會越來越高，Arm需要持續(xù)投入研發(fā)，不斷優(yōu)化和升級相關(guān)技術(shù)。在市場競爭方面，芯粒市場潛力巨大，吸引了眾多企業(yè)的加入，競爭日益激烈。Arm需要在保持技術(shù)領(lǐng)先的同時，不斷拓展市場份額，加強(qiáng)與合作伙伴的深度綁定，以應(yīng)對來自其他競爭對手的挑戰(zhàn)。

在AI時代，芯粒技術(shù)為芯片產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，Arm憑借自身的技術(shù)實(shí)力和積極的合作策略，成為芯粒生態(tài)系統(tǒng)的重要推動者。未來，Arm能否持續(xù)引領(lǐng)芯粒技術(shù)發(fā)展，克服面臨的挑戰(zhàn)，值得我們持續(xù)關(guān)注。相信在Arm等企業(yè)的共同努力下，芯粒技術(shù)將為AI產(chǎn)業(yè)和數(shù)據(jù)中心發(fā)展注入更強(qiáng)大的動力，推動整個行業(yè)邁向新的高度。

lixiangjing

算力豹主編