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,對高性能計算提出了嚴苛要求。數(shù)據(jù)中心作為AI運算的“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)計在滿足AI計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)準化芯粒,降低設(shè)計和制造成本,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2024年將升至44億美元。2024-2033年,其復(fù)合年均增長率預(yù)計達42.5%,到2033年估值將高達1070億美元。MEMS麥姆斯咨詢的預(yù)測更為樂觀,預(yù)計到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)計中,不同企業(yè)的芯粒若要實現(xiàn)高效協(xié)同,就需要統(tǒng)一的標(biāo)準和接口規(guī)范,CSA就像一本“通用手冊”,為設(shè)計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)準化進程中的重要里程碑。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??赏ㄟ^這一統(tǒng)一接口實現(xiàn)互操作性。
NVIDIA作為重要合作伙伴,對AMBA CHI C2C規(guī)范高度認可。NVIDIA硬件工程副總裁Ashish Karandikar表示,該規(guī)范將實現(xiàn)高效芯片間互連,助力打造強大的人工智能系統(tǒng)。這表明,在AI計算領(lǐng)域,AMBA CHI C2C規(guī)范已成為推動技術(shù)進步的關(guān)鍵力量。
新思科技與Arm在AMBA協(xié)議系列擴展方面持續(xù)合作,為共同客戶提供了有力支持。新思科技針對不同拓撲結(jié)構(gòu)開發(fā)了多款A(yù)MBA驗證IP及多芯片驗證解決方案,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)展具有深遠意義。從積極方面看,Arm所推動的標(biāo)準化進程有助于規(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)議等取得了重要進展,但隨著芯粒技術(shù)的不斷演進,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)展機遇,Arm憑借自身的技術(shù)實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)展注入更強大的動力,推動整個行業(yè)邁向新的高度。