當(dāng)AI大模型參數(shù)規(guī)模突破萬億級別，傳統(tǒng)單芯片設(shè)計遭遇物理極限。芯粒技術(shù)通過模塊化組合突破瓶頸，而芯片間互聯(lián)帶寬成為決定性因素之一。近期，UCIe 3.0規(guī)范將數(shù)據(jù)傳輸速率從UCIe 2.0的32 GT/s提升至48 GT/s和64 GT/s兩檔，實現(xiàn)帶寬密度翻倍增長。這對常受限于芯片面積內(nèi)連接數(shù)量的芯片間通信至關(guān)重要。作為UCIe聯(lián)盟的首批中國成員，奇異摩爾將積極參與并踐行升級后的UCIe 標(biāo)準(zhǔn)，為客戶帶來更高性能、更具靈活性和可靠性的片內(nèi)互聯(lián)解決方案，為推動整個芯粒生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。

“芯粒時代”真正到來之前，產(chǎn)業(yè)界需要先解決一個根本問題：如何讓不同工藝、不同廠商、不同功能的小芯片在封裝里像樂高一樣自由拼接，同時還能跑得快、功耗低、成本可控。

2022 年，英特爾、AMD、臺積電、高通、谷歌、微軟、Meta等 120 余家上下游企業(yè)共同成立 UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）聯(lián)盟，目的就是給這個“樂高世界”制定統(tǒng)一的“接口語言”，實現(xiàn)來自不同供應(yīng)商、在不同晶圓廠生產(chǎn)且具備不同功能的芯片，能夠無縫集成到一個統(tǒng)一且可用的封裝中，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的靈活性、效率和定制能力。同期，UCIe-Express 1.0規(guī)范正式發(fā)布。

近日，UCIe-Express聯(lián)盟（現(xiàn)已擁有超過140名成員）推出了開放式標(biāo)準(zhǔn)的3.0版本。新版本在能效、管理以及持續(xù)的向后兼容性方面進(jìn)行了全面增強。其中，最引人注目的改進(jìn)在于性能的大幅提升。新規(guī)范支持高達(dá)48 GT/s（每秒千兆傳輸）和64 GT/s的數(shù)據(jù)速率，是前一年推出的UCIe-Express 2.0規(guī)范所提供32 GT/s帶寬的兩倍。

這一性能飛躍有效應(yīng)對了聯(lián)盟所指出的對更高帶寬“永不滿足的需求”，特別是在人工智能、高性能計算和數(shù)據(jù)分析等快速發(fā)展的領(lǐng)域，這些領(lǐng)域高度受限于芯片間連接的物理空間。英特爾高級研究員兼UCIe-Express聯(lián)盟主席Debendra Das Sharma表示：“這類限制在人工智能和高性能計算領(lǐng)域尤為明顯。你需要在給定的空間內(nèi)提供更多的帶寬，但芯片尺寸不會僅僅因為需要更多帶寬而改變。這就是我們提升數(shù)據(jù)速率的原因。”

數(shù)據(jù)傳輸速率的翻倍提升同時適用于UCIe-Express-S（2D標(biāo)準(zhǔn)封裝）和UCIe-Express-A（2.5D高級封裝）設(shè)計。Das Sharma指出，3D設(shè)計方面并未進(jìn)行改動。他解釋道：“3D設(shè)計仍采用較低頻率，原因是其采用的微凸點技術(shù)已能提供極高帶寬——每平方毫米數(shù)百TB的帶寬，甚至超出了當(dāng)前需求，因此3D領(lǐng)域無需升級。而2D和2.5D方面需要在固定空間內(nèi)提供更高的帶寬。”

3.0版本的關(guān)鍵優(yōu)勢在于保持與舊版本的向后兼容性。聯(lián)盟在一份白皮書中強調(diào)：“這是一個至關(guān)重要的考慮因素，因為它確保了現(xiàn)有系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施能夠與新標(biāo)準(zhǔn)無縫集成，為系統(tǒng)設(shè)計人員和開發(fā)人員提供平滑過渡，同時確保了與按照前幾代規(guī)范設(shè)計的舊芯片的互操作性。”

Das Sharma表示：“UCIe無處不在，我們將其視為與PCIe相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，是一種板級互連技術(shù)，應(yīng)用范圍從手持設(shè)備一直延伸到數(shù)據(jù)中心，例如，UCI-Express A可能更適合高端小芯片，如人工智能芯片，因為手持設(shè)備不需要這種級別的帶寬需求。正因如此，我們保留了2D版本。可以說，我們希望構(gòu)建一個覆蓋整個計算領(lǐng)域的連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)覆蓋范圍還包括數(shù)字信號處理器、無線基礎(chǔ)設(shè)施和雷達(dá)系統(tǒng)等應(yīng)用，以及人工智能、高性能計算、數(shù)據(jù)中心等所有領(lǐng)域。”

值得一提的是，奇異摩爾是國內(nèi)最早一批加入UCIe 聯(lián)盟的成員之一，深度參與到芯粒生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展中。奇異摩爾提供完整的UCIe Die-to-Die IP解決方案，包括Controller，PHY和驗證完成的IP。該款I(lǐng)P Standard版本以16-32Gbps的速度運行，實現(xiàn)芯粒之間的超高速互聯(lián)通信，同時保持完全符合UCIe 1.1版本規(guī)范。

奇異摩爾的UCIe Die-to-Die IP包含基于了UCIe標(biāo)準(zhǔn)的低時延Controller(控制器)，它包括Die-to-Die Adapter 和Protocol Layer 負(fù)責(zé)Sideband信息的收發(fā)實現(xiàn)Link bring up和Link magement，負(fù)責(zé)Mainband數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。UCIe Controller內(nèi)部Die-to-Die Adapter和Protocol Layer之間支持FDI接口， UCIe Controller與PHY之間支持RDI接口。

奇異摩爾UCIe Die-to-Die IP提供了卓越的高帶寬、極低延遲和較高的可兼容性。為了確保鏈路傳輸?shù)目煽啃裕揑P支持CRC（循環(huán)冗余碼）檢查和重傳機制。其設(shè)計適用于單模塊和多模塊配置，并能夠應(yīng)用于多種封裝形式，包括標(biāo)準(zhǔn)封裝及先進(jìn)封裝。其特點如下：

- 高帶寬-16~32 GT/s 傳輸速率

- 低延時-ns級傳輸延遲

- 多協(xié)議-PCIe、CXL和Streaming等

- 國際標(biāo)準(zhǔn)-全系列支持UCIe標(biāo)準(zhǔn)

- 支持xPU間的Chip-to-Chip互聯(lián)

此外奇異摩爾Kiwi Central IO Die 及Kiwi G2G-IOD 產(chǎn)品系列均基于UCIe協(xié)議設(shè)計，旨在打造規(guī)范且開源的芯粒互聯(lián)互通系統(tǒng)。

UCIe 3.0 規(guī)范的發(fā)布為半導(dǎo)體行業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇和變革動力。未來，奇異摩爾將緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，積極參與并踐行升級后的UCIe 標(biāo)準(zhǔn)。憑借在AI互聯(lián)領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累和對 UCIe 標(biāo)準(zhǔn)的深刻理解，奇異摩爾有信心通過升級產(chǎn)品，充分發(fā)揮 UCIe 規(guī)范的優(yōu)勢，為客戶帶來更高性能、更具靈活性和可靠性的互聯(lián)解決方案，為推動整個芯粒生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。

關(guān)于我們

AI網(wǎng)絡(luò)全棧式互聯(lián)架構(gòu)產(chǎn)品及解決方案提供商

奇異摩爾，成立于2021年初，是一家行業(yè)領(lǐng)先的AI網(wǎng)絡(luò)全棧式互聯(lián)產(chǎn)品及解決方案提供商。公司依托于先進(jìn)的高性能RDMA 和Chiplet技術(shù)，創(chuàng)新性地構(gòu)建了統(tǒng)一互聯(lián)架構(gòu)——Kiwi Fabric，專為超大規(guī)模AI計算平臺量身打造，以滿足其對高性能互聯(lián)的嚴(yán)苛需求。我們的產(chǎn)品線豐富而全面，涵蓋了面向不同層次互聯(lián)需求的關(guān)鍵產(chǎn)品，如面向北向Scale-out網(wǎng)絡(luò)的AI原生超級網(wǎng)卡、面向南向Scale-up網(wǎng)絡(luò)的GPU片間互聯(lián)芯粒、以及面向芯片內(nèi)算力擴展的2.5D/3D IO Die和UCIe Die2Die IP等。這些產(chǎn)品共同構(gòu)成了全鏈路互聯(lián)解決方案，為AI計算提供了堅實的支撐。