近期有一個(gè)號(hào)稱成員包括53家公司的組織，首次舉辦了為加速器訂定小晶片(chiplet)開放標(biāo)準(zhǔn)的工作會(huì)議；該組織的目標(biāo)是在半導(dǎo)體進(jìn)展步伐趨緩的當(dāng)下，催生SoC的低成本替代方案。
這個(gè)名為「開放領(lǐng)域特定架構(gòu)」(Open Domain-Specific Architecture，ODSA)的組織，隸屬於Facebook創(chuàng)建的開放運(yùn)算計(jì)畫(Open Compute Project，OCP)框架下；OCP最近宣佈了第一個(gè)開放源碼晶片專案，但該專案正面臨技術(shù)難題和商業(yè)障礙，阻礙了其市場(chǎng)化動(dòng)力，目前尚不清楚這項(xiàng)躊躇滿志的計(jì)畫能否獲得積極回應(yīng)和廣泛參與。
迄今為止，已經(jīng)有很多公司早早地創(chuàng)建了自己的chiplet生態(tài)系統(tǒng)，包括Marvell的MoChi、英特爾(Intel)的EMIB以及新創(chuàng)公司zGlue提供的產(chǎn)品。2018年夏天，英特爾就已發(fā)佈了針對(duì)其EMIB封裝技術(shù)的開放源碼AIB協(xié)議，作為所參與的美國(guó)國(guó)防部高等研究計(jì)畫署(DARPA)的chiplet研究專案之一部分。
chiplet是業(yè)界為了彌補(bǔ)矽製程技術(shù)進(jìn)展趨緩所做的幾項(xiàng)努力之一，起源於1970年代誕生的多晶片模組(multi-chip modules)，最近因?yàn)楸灰暈橐环N節(jié)省成本的技術(shù)應(yīng)用於AMD的Ryzen和Epyc系列x86處理器而復(fù)活。
「目前所有的多晶片介面都是專有的，我們這個(gè)組織想建立一個(gè)開放性介面，讓你可以組裝出最好的晶片；」 網(wǎng)路處理器設(shè)計(jì)業(yè)者Netronome工程師、ODSA的發(fā)起人之一Bapi Vinnakota表示，其目標(biāo)是為OSDA組織提供該公司多核心網(wǎng)路處理器中使用的800Gbps架構(gòu)RTL。
作為一個(gè)開始，其他ODSA成員在研討會(huì)上提出以一個(gè)簡(jiǎn)單的「線束」(bunch of wires)作為初始實(shí)體層介面，可能以每接腳(pin) 1、2或4 Gbp的可選速率在有機(jī)基板上運(yùn)作。
未來的介面還可能包括CCIX、112G和56G serdes以及RISC-V TileLink；該組織建議將來使用PCIe PIPE抽象層來實(shí)現(xiàn)各種協(xié)議和PHY實(shí)體層。儘管OSDA的成員主要聚焦於資料中心，但該組織的終極目標(biāo)也包括催生行動(dòng)裝置與邊緣系統(tǒng)晶片。
ODSA的目標(biāo)是圍繞PCIe建立快速概念驗(yàn)證，同時(shí)定義其介面。
?。▓D片來源：ODSA）
ODSA將支援同調(diào)(coherent)和非同調(diào)(non-coherent)記憶體鏈路的混合應(yīng)用，並採用turbo模式實(shí)現(xiàn)雙向流量；但他們似乎排除了英特爾的AIB協(xié)定，因?yàn)槠滟Y料速率和接腳排列限制太多。該組織計(jì)劃在今年底前建立以PCIe為基礎(chǔ)的概念驗(yàn)證，同時(shí)將充實(shí)其PHY、協(xié)定以及其他規(guī)格，建議工程師們可以準(zhǔn)備為明年的商業(yè)化佈署著手展開工作。
此外ODSA還要為chiplet定義商業(yè)模式；該組織另一位發(fā)起人，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)行銷總監(jiān)Sam Fuller表示，將為不同的產(chǎn)業(yè)別提出價(jià)值主張，並為已知合格晶片(KGD)定義測(cè)試認(rèn)證。他補(bǔ)充指出，ODSA還需要吸引包括封裝業(yè)者在內(nèi)的幾個(gè)關(guān)鍵參與者。
ODSA其他活躍成員還包括監(jiān)督概念驗(yàn)證的FPGA供應(yīng)商Achronix，以及提供電源和散熱問題觀點(diǎn)的安森美半導(dǎo)體(On Semiconductor)；新創(chuàng)公司Kandou、SiFive和zGlue也是該組織的聯(lián)合創(chuàng)始公司。大約有70人參與了ODSA的第一場(chǎng)活動(dòng)，包括線上直播的20位左右參與者。Vinnakota表示：「每隔兩、三個(gè)星期就會(huì)4~5位新的菁英加入；」該組織於2018年10月開始與7家公司合作。
三星(Samsung)曾在其北美總部舉辦的一場(chǎng)活動(dòng)中提及ODSA，並表示對(duì)該組織的支持；該公司美洲市場(chǎng)策略資深總監(jiān)Craig Orr表示「我們正在擬定公司的chiplet策略，但我個(gè)人看到業(yè)界對(duì)chiplet的濃厚興趣?！?/p>
他指出，有不少公司利用3D堆疊技術(shù)將一片晶圓可以切割出的元件最大程度地拼在一起，還有不少網(wǎng)路公司將I/O裸晶分開，因此目前的serdes能在未來轉(zhuǎn)向使用矽光子技術(shù)(silicon photonics)；隨著成本上升，「能以尖端製程生產(chǎn)晶片的公司越來越少，因此如果我們可以透過chiplet降低成本，可望為我們帶來更多的客戶。」
對(duì)於Facebook和其他大型資料中心業(yè)者而言，定義矽晶片是定義一系列系統(tǒng)、電路板和模組之後的下一個(gè)重大飛躍；因?yàn)榫l(fā)熱量已經(jīng)達(dá)到了得廣泛使用液冷方案的程度，這讓他們倍感壓力。
一個(gè)成員包括AMD、英特爾、Nvidia、高通(Qualcomm)、賽靈思(Xilinx)和人工智慧(AI)新創(chuàng)公司Graphcore和Habana等的組織，與Facebook合作定義了一個(gè)用於冷卻高階晶片的模組；這個(gè)被稱為OCP加速器模組(OCP Accelerator Module，OAM)的方案，就跟一個(gè)大的咖啡馬克杯差不多大小，其設(shè)計(jì)目標(biāo)為最多容納8個(gè)晶片，在風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)中支援450W運(yùn)作功率，在液冷系統(tǒng)中則可支援700W運(yùn)作功率。
OAM最初只瞄準(zhǔn)要求高性能的AI訓(xùn)練任務(wù)，但現(xiàn)在Facebook認(rèn)為該方案它也能應(yīng)用於推理系統(tǒng)。Facebook硬體工程師Whitney Zhao表示：「我們定義了一個(gè)700W功率的選項(xiàng)，因?yàn)榇_實(shí)有公司在考慮採用；」她提及Nvidia與一所大學(xué)合作研究的多晶片GPU。
Zhao指出，「450W是界線，超過該界線時(shí)，冷卻問題就可能對(duì)我們產(chǎn)生很大影響。液體冷卻對(duì)資料中心來說是一大衝擊，我們需要時(shí)間來打造這種基礎(chǔ)設(shè)施，這也是我們現(xiàn)在面臨的關(guān)鍵議題之一?！?/p>
Open Compute組織成員已經(jīng)開始將各種規(guī)格的系統(tǒng)用於加速器。
?。▓D片來源：ODSA）
在此同時(shí)，F(xiàn)acebook與微軟(Microsoft)已經(jīng)開始在他們的資料中心中採用包括OAM在內(nèi)的至少五種系統(tǒng)外觀規(guī)格，未來還會(huì)有更多。Facebook和合作夥伴將在今年開始為新模組定義通用基板(baseboard)、主機(jī)殼和托盤。Zhao表示：「我們需要一個(gè)開放的加速器基礎(chǔ)設(shè)施，」她也提及參與了ODSA的會(huì)議以了解晶片等級(jí)的選項(xiàng)。
Netronome的Vinnakota認(rèn)為，對(duì)晶片供應(yīng)商來說，不斷增加的目標(biāo)系統(tǒng)種類「令人大開眼界，我們的『著陸區(qū)』就有一堆選項(xiàng)；他補(bǔ)充指出：「我們得決定要以哪種模組為目標(biāo)，再反過去思考該用哪些產(chǎn)品。簡(jiǎn)單來說，我們目前還沒有明確的想法，也願(yuàn)意接受任何幫助來搞清楚我們要的是什麼。」