小晶片架構超級電腦的時代已經到來
科技產業資訊室 (iKnow) - Kyle 發表於 2022年3月22日
圖、小晶片架構超級電腦的時代已經到來
超級電腦正在進入百萬兆級運算時代，有望為AI、生物學、國防、能源、科學等領域帶來新的突破。
目前全球許多機構正在開發百萬兆級超級電腦。中國似乎以微弱優勢領先，美國緊隨其後，歐洲較為落後。不過，2022年早些時候，歐洲高性能運算聯合企業 （EuroHPC）啟動了幾個新專案，包括一個百萬兆級計劃。
從架構來看，中國傾向於使用傳統的客製化處理器設計超級電腦，但美國的百萬兆級系統正在採取另一種方法。美國將CPU和GPU利用小晶片，混合和匹配晶片並將它們組裝。迄今為止，超微、英特爾、Marvell等已經開發了基於小晶片設計的解決方案，主要用伺服器和其他高階應用。這個概念也是超級運算的理想選擇。
小晶片的特性，包括：顯著減小尺寸、降低功耗和更好的高速性能。美國國防部和DARPA正在努力將小晶片帶入超級電腦。如今美國正在開發三個百萬兆級系統，分別是Aurora、El Capitan和Frontier。其中，Frontier將於2022年底投入營運，隨後Aurora和El Capitan將於2023年投入營運。
其實，超級電腦只是小晶片眾多應用之一。最近，一些供應商已經為伺服器開發了類似小晶片的設計，至於真正的小晶片架構正在開發中。
開發類似小晶片的設計很有吸引力，但也存在一些挑戰。開發小晶片需要資源和幾個要素。首先，取代SoC的小晶片，必須從頭開始使用較小的裸片來設計晶片。然後，製造模具並將它們重新組裝進入封裝。
其中，封裝本身不再只是封裝單個裸片。在更先進的封裝中，廠商必須考慮佈局、與晶片和封裝的交互作用，以及如何對這些層進行佈線。問題是如何達到真正優化佈局，以在封裝中獲得最佳性能或最大性能。
而且這不是唯一的問題。在封裝中，一些裸片被堆疊。其他裸片位於封裝的其他位置。因此，廠商需要一種使用將一個裸片連接到另一個裸片的方法。如今，類似小晶片的設計是使用專屬匯排和介面來連結裸片，這限制了該技術的採用。因此，現在有些組織開始研發開放性匯排和介面的標準。
如今ASE、超微、Arm、谷歌、英特爾、Meta、微軟、高通、三星和台積電成立了一個聯盟，正在建立一個支持小晶片的裸片到裸片互連標準。該組織還批准了UCIe規範（這是一種封裝級別的開放式產業互連標準）。UCIe 1.0規範涵蓋 die-to-die I/O物理層、die-to-die協議和軟體堆棧。
總之，隨著蘋果推出了具有類似小晶片的處理器M1 Ultra，以及基於小晶片的百萬兆級超級電腦已經出現。因此，小晶片時代已經真正到來，未來推動產業從以矽為中心的思維發展到系統級規劃，並將重點放在IC和封裝的協同設計上。（977字）
參考資料：
Chiplets Enter The Supercomputer Race. Semiconductor Engineering, 2022/3/17
相關文章：
1. 英國啟動最強大超級電腦協助科學研究
2. 南韓政府投入460億韓元目標在2023年自主開發超級電腦含CPU晶片
3. 美國重新奪回超級電腦排名世界第一
4. 特斯拉設計自主晶片D1與超級電腦Dojo成為未來利器 往高度整合的商業模式前進
5. Cortus主導eProcessor專案，期望打造歐洲第一顆RISC-V處理器於超級電腦
6. 台積電等成立UCIe標準聯盟，利用小晶片建構客製化SoC
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。
|