Intel, AMD und ARM haben UCIe, einen offenen Standard für Chiplets, vorgestellt

Es wurde die Bildung des Konsortiums UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express) angekündigt, das sich auf die Entwicklung offener Spezifikationen und die Schaffung eines Ökosystems für die Chiplet-Technologie (Chiplet) konzentriert. Chiplets ermöglichen die Erstellung kombinierter Hybrid-ICs (Multi-Chip-Module), die aus unabhängigen Halbleiterblöcken bestehen, die nicht an einen einzelnen Hersteller gebunden sind und über die standardisierte Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle UCIe miteinander interagieren.

Für die Entwicklung einer spezialisierten Lösung, beispielsweise der Erstellung eines Prozessors mit integrierter Beschleunigungseinheit für maschinelles Lernen oder die Verarbeitung von Netzwerkoperationen, reicht es beim Einsatz von UCIe aus, bereits vorhandene Chiplets mit Prozessorkernen oder Beschleunigern, die von verschiedenen Herstellern angeboten werden, zu verwenden. Wenn keine Standardlösungen verfügbar sind, kann ein eigenes Chiplet mit der erforderlichen Funktionalität unter Verwendung passender Technologien und Lösungen erstellt werden.

Danach reicht es aus, die ausgewählten Chiplets mithilfe eines Blocklayouts im LEGO-Stil zu kombinieren (die vorgeschlagene Technologie ähnelt der Verwendung von PCIe-Karten zur Zusammenstellung der Hardware eines Computers, jedoch auf der Ebene von integrierten Schaltungen). Der Datenaustausch und die Interaktion zwischen den Chiplets erfolgen über die Hochgeschwindigkeits-Schnittstelle UCIe, und für die Anordnung der Blöcke wird das Paradigma „System im Gehäuse“ (SoP, system-on-package) anstelle von „System auf Chip“ (SoC, system-on-chip) verwendet.

Im Vergleich zu SoC ermöglicht die Chiplet-Technologie die Erstellung austauschbarer und wiederverwendbarer Halbleiterblöcke, die in verschiedenen Geräten eingesetzt werden können, was die Entwicklungskosten von Chips erheblich senkt. In Systemen, die auf Chiplets basieren, können verschiedene Architekturen und Produktionsprozesse kombiniert werden – da jeder Chiplet unabhängig funktioniert und über Standard-Schnittstellen kommuniziert, können in einem Produkt Blöcke mit unterschiedlichen Befehlssatzarchitekturen (ISA) wie RISC-V, ARM und x86 vereint werden. Der Einsatz von Chiplets erleichtert auch das Testen – jeder Chiplet kann vor der Integration in die fertige Lösung unabhängig getestet werden.

Die Initiative zur Förderung der Chiplet-Technologie wird von Unternehmen wie Intel, AMD, ARM, Qualcomm, Samsung, ASE (Advanced Semiconductor Engineering), Google Cloud, Meta/Facebook, Microsoft und der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company unterstützt. Der Öffentlichkeit wurde die offene Spezifikation UCIe 1.0 vorgestellt, die Methoden zum Verbinden von integrierten Schaltungen auf einer gemeinsamen Basis, einen Protokollstapel, ein Softwaremodell und einen Testprozess standardisiert. Für die Verbindung von Chiplets wurde die Unterstützung von PCIe (PCI Express) und CXL (Compute Express Link) angekündigt.

Quelle: opennet.ru