? 在過(guò)去的五年里，處理器已經(jīng)從單個(gè)硅片變成了一組較小的小芯片，這些小芯片共同作用就像一個(gè)大芯片一樣。這種方法意味著 CPU 的功能部件可以使用最適合每個(gè)部件的技術(shù)來(lái)構(gòu)建。AMD的產(chǎn)品技術(shù)架構(gòu)師Sam Naffziger是這種方法的早期支持者。Naffziger 最近回答了IEEE Spectrum就該主題提出的五個(gè)小芯片大小的問(wèn)題。

問(wèn)：您認(rèn)為基于小芯片的處理器面臨哪些主要挑戰(zhàn)？

Sam Naffziger：我們五六年前開(kāi)始推出EPYC和Ryzen CPU 系列。當(dāng)時(shí)，我們?nèi)隽艘粡埾喈?dāng)廣泛的網(wǎng)來(lái)尋找最適合連接芯片（小硅塊）的封裝技術(shù)。這是一個(gè)由成本、性能、帶寬密度、功耗以及制造能力組成的復(fù)雜方程式。提出出色的封裝技術(shù)相對(duì)容易，但實(shí)際大批量、經(jīng)濟(jì)高效地制造它們卻是完全不同的事情。所以我們?cè)谶@方面投入了大量資金。

問(wèn)：小芯片將如何改變半導(dǎo)體制造工藝？

Naffziger：這絕對(duì)是該行業(yè)正在努力解決的問(wèn)題。這就是我們今天所處的位置，也是我們 5 到 10 年后可能達(dá)到的位置。我認(rèn)為今天的技術(shù)基本上都是通用的。它們可以很好地與單片芯片對(duì)齊，也可以用于小芯片。有了小芯片，我們就擁有了更專(zhuān)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。因此，未來(lái)人們可以設(shè)想專(zhuān)業(yè)化的工藝技術(shù)并獲得性能優(yōu)勢(shì)、成本降低等。但這并不是當(dāng)今行業(yè)的現(xiàn)狀。

問(wèn)：小芯片將如何影響軟件？

Naffziger：我們架構(gòu)的目標(biāo)之一是讓它對(duì)軟件完全透明，因?yàn)檐浖茈y改變。例如，我們的第二代 EPYC CPU 由被計(jì)算芯片包圍的集中式 I/O ［輸入/輸出］ 小芯片組成。當(dāng)我們采用集中式 I/O 芯片時(shí)，它減少了內(nèi)存延遲，消除了第一代的軟件挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在，借助 ［ AMD Instinct］ MI300（AMD 即將推出的高性能計(jì)算加速器），我們正在集成 CPU 和 GPU 計(jì)算芯片。這種集成的軟件含義是它們可以共享一個(gè)內(nèi)存地址空間。因?yàn)檐浖槐負(fù)?dān)心管理內(nèi)存，所以編程更容易。

問(wèn)：有多少架構(gòu)可以分離到小芯片上？

Naffziger：我們正在尋找擴(kuò)展邏輯的方法，但 SRAM 更具挑戰(zhàn)性，而模擬的東西絕對(duì)無(wú)法擴(kuò)展。我們已經(jīng)采取了將模擬與中央 I/O 小芯片分離的步驟。借助3D V-Cache（一種與計(jì)算芯片 3D 集成的高密度緩存小芯片），我們分離出了 SRAM。我預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)有更多此類(lèi)專(zhuān)業(yè)化。物理學(xué)將決定我們可以做到多細(xì)粒度，但我對(duì)此持樂(lè)觀態(tài)度。

問(wèn)：怎樣才能將不同公司的小芯片混合并匹配到同一個(gè)封裝中才能成為現(xiàn)實(shí)？

Naffziger：首先，我們需要一個(gè)關(guān)于接口的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。UCIe是 2022 年推出的小芯片互連標(biāo)準(zhǔn)，是重要的第一步。我認(rèn)為我們將看到這種模式的逐步發(fā)展，因?yàn)樗鼘?duì)于提供更高水平的每瓦性能和每美元性能至關(guān)重要。然后，您將能夠組裝一個(gè)針對(duì)特定市場(chǎng)或客戶(hù)的片上系統(tǒng)。