Arm:AI时代芯粒技术革新的引领者

在AI蓬勃发展的时代浪潮下,芯片技术作为AI产业的核心支撑,正经历着前所未有的变革。芯粒(Chiplet)技术,凭借其独特优势,成为芯片领域备受瞩目的焦点,而Arm在这场技术变革中扮演着至关重要的角色。

蓬勃发展,AI时代芯粒技术备受关注

AI应用的广泛普及与数据中心需求的爆发式增长,对高性能计算提出了严苛要求。数据中心作为AI运算的“心脏”,承担着海量数据的处理和分析任务,传统芯片设计在满足AI计算性能需求时显得力不从心。更棘手的是,摩尔定律逐渐逼近物理极限,按照传统的芯片制造模式,每18-24个月芯片晶体管数量翻倍的目标愈发难以实现,这使得芯片性能提升的成本急剧增加,性价比优势不再明显。

芯粒技术的出现,为破解这一困局提供了新思路。它采用异构集成方式,将不同功能的小芯片(芯粒)整合在一起,就像搭积木一样,根据不同的应用场景灵活组合。这种方式既能复用已优化、高性价比的现有或标准化芯粒,降低设计和制造成本,又能通过定制化组合,满足特定场景下的高性能需求。比如,在数据中心,将擅长数据处理的计算芯粒、大容量存储芯粒和高速通信芯粒相结合,打造出更高效的AI计算芯片,有力地推动了数据中心和AI应用的发展。

从市场数据来看,芯粒行业展现出惊人的增长势头。据Market.us公布的报告,2023年全球芯粒市场规模约31亿美元,预计2024年将升至44亿美元。2024-2033年,其复合年均增长率预计达42.5%,到2033年估值将高达1070亿美元。MEMS麦姆斯咨询的预测更为乐观,预计到2035年全球芯粒市场规模将飙升至4110亿美元。这些数据表明,芯粒技术在市场上获得了高度认可,其广阔的发展前景吸引着众多企业和资本纷纷入局,成为芯片产业新的增长引擎。

推动者,Arm携手合作伙伴加速芯粒生态系统建设

Arm在芯粒生态系统的构建和发展中发挥着不可替代的作用。自芯粒概念兴起,Arm就积极投身其中,从多方面推动技术发展和生态建设。

2024年2月,Arm宣布推出Arm芯粒系统架构(CSA)和更新AMBA计划。CSA旨在为芯粒技术提供通用框架,减少行业碎片化现象。在芯粒设计中,不同企业的芯粒若要实现高效协同,就需要统一的标准和接口规范,CSA就像一本“通用手册”,为设计人员提供了明确的指导。同时,更新AMBA则是为了适应芯粒技术的发展需求,确保各个芯粒之间能够顺畅通信。

2025年1月,Arm芯粒系统架构正式推出首个公开规范,这是芯粒技术标准化进程中的重要里程碑。该规范基于AMBA CHI C2C统一接口协议,进一步完善了芯粒之间的通信和协同规则。这不仅有助于提升芯粒设计的效率,还能降低不同企业开发芯粒的技术门槛,促进整个行业的良性竞争和创新发展。目前,已有超过60家行业领先企业参与CSA相关工作,这一庞大的阵营充分显示出Arm在芯粒领域的号召力和影响力。

在与合作伙伴的协作方面,Arm成果丰硕。2024年4月,Arm携手合作伙伴共同推动AMBA CHI芯片到芯片互连协议(AMBA CHI C2C)的落地实施。这一协议是CSA定义的芯粒之间接口协议,其重要性不言而喻。它利用现有的单芯片上CHI协议定义数据封装格式,使数据能在芯粒间链路高效传输。更关键的是,它打破了供应商之间的壁垒,不同供应商的芯粒可通过这一统一接口实现互操作性。

NVIDIA作为重要合作伙伴,对AMBA CHI C2C规范高度认可。NVIDIA硬件工程副总裁Ashish Karandikar表示,该规范将实现高效芯片间互连,助力打造强大的人工智能系统。这表明,在AI计算领域,AMBA CHI C2C规范已成为推动技术进步的关键力量。

新思科技与Arm在AMBA协议系列扩展方面持续合作,为共同客户提供了有力支持。新思科技针对不同拓扑结构开发了多款AMBA验证IP及多芯片验证解决方案,帮助多位HPC和数据中心客户顺利完成流片。这一合作不仅加速了芯粒技术在数据中心领域的应用,还为其他企业提供了可借鉴的合作模式,推动了整个行业的技术落地。

此外,Arm还与众多企业开展深度合作,共同开发芯粒平台。如Arm、三星晶圆代工厂、ADTechnology和Rebellions合作开发基于Neoverse CSS V3的AI CPU芯粒平台;Alcor Micro和Alphawave推出基于台积公司工艺的全新芯粒。这些合作成果展示了Arm芯粒生态系统的多样性和创新性,不同企业在各自擅长的领域发挥优势,形成了强大的合力。

展望未来,芯粒的价值更加凸显

Arm在芯粒领域的一系列举措和成果,对芯片产业的发展具有深远意义。从积极方面看,Arm所推动的标准化进程有助于规范市场秩序,提高芯粒的通用性和兼容性,降低行业开发成本,加速创新成果的产业化应用。通过与众多合作伙伴的协同创新,Arm构建了一个庞大且活跃的芯粒生态系统,为不同规模、不同领域的企业提供了参与芯粒技术发展的机会,激发了整个行业的创新活力。

不可忽视的是,Arm也面临着诸多挑战。在技术层面,虽然AMBA CHI C2C协议等取得了重要进展,但随着芯粒技术的不断演进,对接口带宽、传输速度和稳定性的要求会越来越高,Arm需要持续投入研发,不断优化和升级相关技术。在市场竞争方面,芯粒市场潜力巨大,吸引了众多企业的加入,竞争日益激烈。Arm需要在保持技术领先的同时,不断拓展市场份额,加强与合作伙伴的深度绑定,以应对来自其他竞争对手的挑战。

在AI时代,芯粒技术为芯片产业带来了新的发展机遇,Arm凭借自身的技术实力和积极的合作策略,成为芯粒生态系统的重要推动者。未来,Arm能否持续引领芯粒技术发展,克服面临的挑战,值得我们持续关注。相信在Arm等企业的共同努力下,芯粒技术将为AI产业和数据中心发展注入更强大的动力,推动整个行业迈向新的高度。