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打造“大国重器”高性能计算三件套,芯动点燃数字经济高速引擎

作者:芯动派

数字经济的大潮正席卷全球,算力与工业时代的电力类似,正成为支撑数字经济向纵深发展的新动能,以高性能为代表的高端芯片集体迎来爆发。接口IP是大型SOC的基石,未来高速接口IP也将成为后摩尔时代芯片系统集成的关键。

国内高速接口IP产业兴起,高性能计算增长强劲

接口IP是芯片IP的一个重要门类,实现SoC中嵌入式CPU 访问外设或与外部设备进行通信、传输数据。接口IP产品主要包括 SerDes、USB、DDR、PCIe、MIPI、SATA 等。

业内周知,IP已成为国产芯片上游“卡脖子”技术之一,市调机构IPnest的数据显示,2020-2021年欧美公司在全球半导体IP市场中占据了90%的份额,排名第一的ARM和排名第二的新思科技的全球市场占有率就高达60%。不过这也意味着本土IP厂商的成长空间巨大。另一方面,大陆IC设计业和芯片代工业的崛起和高速发展,也为大陆本土IP厂商发展提供了得天独厚的用武之地。

芯动科技VP/技术总监高专在采访中表示,随着视频、数据处理、算力等领域的需求持续上涨,因此整个HPC高性能计算的应用方向也成大势所趋。台积电近期的财报也反映出这点,它的HPC业务已超过手机业务,增长强劲。在他看来,CPU/GPU/DPU/NPU等高性能计算芯片都离不开底层IP加持,其中尤以DDR系列技术、Chiplet、高速 SerDes为重中之重。

打造“大国重器”高性能计算三件套,芯动点燃数字经济高速引擎

芯动科技VP/技术总监高专

芯动科技高性能计算三件套,点燃数字经济高速引擎

基于此背景,有着16年技术沉淀的芯动科技厚积薄发:芯动的全套IP已授权支持全球逾60亿颗高端SoC芯片进入大规模量产,客户涵盖中国前十的顶尖企业以及微软、AMD、高通、亚马逊、安盛美等全球知名企业。大家日常接触的轨道交通身份证“刷脸认证”芯片、汽车电子、GPU/AI计算、高清电视/机顶盒、无人机、监控摄像、手机、平板、服务器、交换机、顶级示波器和CPU/NPU/GPU等高性能计算芯片背后,均有芯动技术。

而在高性能计算领域,芯动的“三件套”更是具有业界天花板的水平。

打造“大国重器”高性能计算三件套,芯动点燃数字经济高速引擎

▲芯动高性能计算三件套

全系高带宽DDR存储接口解决方案,打破内存墙

  • LPDDR5X率先突破10Gbps,以先进工艺量产全球速率最快LPDDR5/5X IP,是市场最高端LPDDR5(6.4Gbps)速度的1.56倍;
  • 最高速度达到6.4Gbps并支持各种DIMM设计的服务器领域DDR5/4 IP也已经量产;
  • 同时兼容HBM3.0/HBM2E的COMBO IP,运行速率高达6.4Gbps,支持高达12-high DRAM堆叠,高达24GB单颗容量,一次流片,HBM存储器灵活升级,满足高性能计算设备、计算加速卡等产品的高带宽需求,保证产品不过时;
  • 速度最快GDDR6/6X COMBO IP(PAM4-21Gbps),在256位宽度下系统带宽超过5Tb/秒,兼具低成本、高性价比优势,改变了人工智能版图;
  • 所有高端DDR系列IP都可提供PHY和Controller整体解决方案,且都已经在先进工艺量产测试,全面支持JEDEC各种标准,助力CPU/GPU/NPU高性能计算、汽车自动驾驶、移动终端等高性能应用打破内存墙;
  • 为高端产品系统提供低成本和高灵活延展空间,在性能和稳定、尺寸和功耗、兼容更多协议、应用场景优化、易用和集成等方面均表现超群。
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▲芯动LPDDR5X(单比特DQ达10Gbps)在长距PCB板上的实测波形

兼容UCIe Chiplet 解决方案,突破单芯片性能极限

  • 率先实现物理层兼容UCIe两种规格的IP解决方案-Innolink™ Chiplet,助力芯片设计企业和系统厂商突破单晶粒制造极限及单一芯片性能瓶颈。国产跨工艺、跨封装的Chiplet连接解决方案,已在先进工艺上成功量产,备受众多合作伙伴和客户欢迎;
  • 针对标准封装的Innolink-B,单端信号最高速度24Gbps,可以基于有机物基板互联也可以基于短距PCB互联,单位面积带宽,延时,功耗都领先传统serdes方案;
  • 针对先进封装的Innolink-C,单端信号最高速度24Gbps,专门为silicon interposer优化的接口方案,最小ubump pitch 40um,超低IO电压,超低功耗;
  • 灵活兼顾性能和成本需求,支持Interposer、Substrate和PCB等3种互联方式的全套解决方案,涵盖Die2Die、Chip2Chip、Borad2Borad等连接场景,在延时、功耗以及带宽密度等方面均大幅领先传统Serdes方案;
  • 提供封装设计、可靠性验证、信号完整性分析、DFT、热仿真、测试方案等全栈式服务。
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▲Innolink™ Chiplet A/B/C实现方法

多标准高速SerDes全套解决方案,打通信息高速公路

  • 32/56/112G SerDes全套解决方案在速率、各种接口标准种类、硅验证覆盖率等重要指标上均已处于国际前沿;
  • 支持PCIe6/5/4、USB3.2/3.0、SATA、XAUI、SATA、RapidIO、CXL2.0多串口协议,最新112G SerDes即将面市;
  • 高兼容/低成本,灵活定制Retimer 和Switch交换芯片;
  • 高性能/高可靠,提供一站式无忧集成,为5G通信、自动驾驶、人工智能、大数据存储、云计算、高性能图像媒体处理、万物互联等应用,打通信息化高速公路。

正是凭借着在高性能计算领域的突出贡献和创新实践,芯动科技荣膺“中国IC独角兽”、“十大芯势力产品”等多项大奖。总体而言,芯动科技为中国高性能计算产业贡献了独一无二的力量,这也是科技企业的社会责任所在,在这个对国产高端芯片自主创新、技术迭代需求迫切的时代,芯动能够不畏挑战迎难而上、抢先占领技术高地,在Chiplet、SerDes、DDR等先进IP技术上对标海外巨头,并在某些领域实现弯道超越,有效赋能国产半导体发展。

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