Arm 生态系统携手制定标准 以促进芯粒的广泛应用

作者：Arm 执行副总裁兼首席架构师与院士 Richard Grisenthwaite

我们的合作伙伴不断地寻求一个关键挑战的解决之道，这个挑战便是——如何在管理制造和良率相关成本的同时，以最大化的效率持续突破性能极限？如今，随着更复杂的人工智能 (AI) 加速计算领域不断发展，一个关键的解决方案应运而生，那就是芯粒 (Chiplet)。

芯粒技术通过组合多个较小芯片晶粒（而非单个更大的芯片晶粒）的方式来构建更大、更复杂的系统，此系统可以作为单一解决方案进行封装和销售。这便带来了有趣的新设计可能性，其中颇为激动人心的一个可能性是，过往选择现成解决方案的制造商现在有了能定制芯片的新选择。这个可能性的特别之处在于可组合性的概念，即通过复用一些优化过性价比的现有或标准化芯粒，构建完整的定制化解决方案。这种可复用性和标准化有望构建一个多供应商的芯粒供应链，使新老厂商都能有机会提供性能和实现差异化。

提供加速芯粒应用所需的通用框架

为实现上述机会，设计人员将需要在许多无差异化的芯粒分区选择以及对接口标准化有相关影响的部分达成一致。一套通用框架对支持新一代芯片设计必不可少，并且需要大量目标明确的合作与投资。今天，我非常高兴地介绍两个新计划的最新进展，这两个计划将有助于实现该通用框架：

• Arm 芯粒系统架构 (Chiplet System Architecture, CSA)：Arm 与 20 多位合作伙伴正在分析和界定基于芯粒的系统的最佳分区选择，旨在开发 Arm CSA，以提高多个供应商之间的组件（包括物理设计 IP、软 IP 等）复用率。这些合作伙伴来自包括移动端、汽车和基础设施等多个行业市场，我们将共同探索如何更好地围绕不同芯粒类型的系统设计选择进行标准化。例如，如何对一个基于 Arm 架构的跨多个芯粒的系统，或是它们的高级属性（如系统内存或可信根的要求）进行分区。

• 更新 AMBA 以实现芯粒协议标准化：在过去的逾 27 年里，AMBA 一直是基础的开放行业标准。AXI 和 CHI 等 AMBA 规范广泛应用于数十亿的设备中。

AMBA CHI 是基于 Credit 和传输包的高速总线，因此非常适用于芯粒。此前我们宣布的 AMBA CHI C2C 规范利用现有片上 CHI 协议，并定义了打包方式，使其能够在芯片（或芯粒）间进行传输。今天，我们非常高兴地宣布，通过业内各类合作伙伴的共同协作，开放规范现已正式发布。（更多详细内容，敬请期待后续微信文章）

现有多个基于 AXI 的设计对于实现芯粒至关重要。我们致力于提供一个开放的 AXI C2C 规范，提供给目前在单芯片 AXI 设计获益的供应商使用。

携手合作 复杂问题迎刃而解

正如单块芯片是由 IP 模块组成一样，通过对 AMBA 和 CSA 的持续投入，合作伙伴将能够将一个基于 Arm 架构的系统分拆到多个芯粒。除了这些新标准，我们仍需要继续在几个 Arm 特定且全行业的层面上开展合作：

• 物理层：需要制定行业标准，例如 UCIe，以定义封装内的芯粒之间的数据传输（为 AMBA、 PCIe 和其他协议）的物理层，以及芯粒聚合其他非差异化方面。

• 协议：我们希望通过 PCIe 和 CXL 等行业标准协议以及 AMBA 等系统级芯片 (SoC) 上的互连协议，使得市场能够将来自主板的经严格定义的外设聚合到封装上。

• 高级属性和分区：对于使用 AMBA 协议的基于 Arm 架构的系统，将 SoC 分拆成芯粒具有无限的灵活性。CSA 将帮助 Arm 生态系统就最具价值的分区方案达成共识，以减少碎片化。

提供加速芯粒应用所需的通用框架

虽然芯粒的广泛采用可能仍需多年的进程，但是一想到这些标准将有助于加快向基于芯粒的系统的发展，我们感到十分兴奋。如今，Arm 平台的灵活性有助于实现新兴的芯粒生态系统。帮助合作伙伴以所需的灵活性快速构建定制芯片解决方案是我们一贯的发展方向。随着我们继续在日益复杂的环境中提供行业所需的计算、性能效率和软件解决方案，我们围绕新的关键标准和项目，比如近期发布的 Arm 全面设计 (Arm Total Design) 生态项目，汇聚生态系统的力量，从而实现基于 Arm 平台的繁荣的多样化芯粒生态系统。