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                選擇合適妖仙的 IP 實現 Die-to-Die 連接

                2020年05月18日 09:57 ? 次閱讀

                Soc的發展與挑戰

                大數據問世以來,設計人員在用於超大規模數據中心、人工智能 (AI) 和網絡應用的片上系統 (SoC) 的設計過程中,一直面臨著不斷發展的挑戰。由於工作量需求和對於更快地移動數據的需求,此類具有先進功能的 SoC 變得更加復雜,也達到了最大光罩尺寸。因此,設計人員在》多芯片模塊 (MCM) 封裝中將 SoC 劃分為較小的模塊。這些劃分的芯片需要超短和極短距離鏈路,以實現具有高數據速率的芯片間連接。除了帶寬之外,die-to-die 連接還必須確保是極你真低延遲和極低功耗的可靠鏈接。

                本文介紹了 die-to-die 連接的幾種不同用例,以〒及在尋找用於 die-to-die 連接的高速 PHY IP 也可●以使用基於有機基材的傳統低成本封裝。

                Die-to-Die連接性用例

                MCM 中 die-to-die 連接的新用例在不斷湧現,其中包括:

                1、接近最大光罩尺寸的高性能計算和服務器 SoC

                2、超過最大光罩尺寸的以太網交換機和網絡 SoC

                3、可擴展復雜算法的具有分布式 SRAM 的人工智能 (AI) SoC

                高性能計算和服務器 SoC 的尺寸越來越大,達到 550 平方毫米 (mm2) 至 800 mm2,從而降低了 SoC 的良率並提高了單位芯片成本。優化 SoC 良率的更好方法是將 SoC 分為兩個,或多個等效的同質芯片(如圖 1 所示),並使用 die-to-die PHY IP 連接芯片。在』這種用例中,主要的要求是極低的延遲和零誤碼率,因為更小的多個芯片的表現ξ和行為必須像單一芯片一樣。

                選擇合適的 IP 實現 Die-to-Die 連接

                圖 1:需要 die-to-die 連接的虎口奪食高性能計算和服務器 SoC 的示例 以太網交換機 SoC 是數據中心的核心,必須以 12 Tbps 到 25 Tbps 的更快速率轉移數據,這需要 256 通道的 100G SerDes 接口,因此無法將 SoC 放入面積為 800 mm2 的光罩區域。為了克服這一挑戰,設計人員會將 SoC 拆分,重新進行配置,其中就是城主對于玄鳥一族也很是忌憚的內核芯片被 I/O 芯片包圍,如圖 2 所示。然後,使用 die-to-die 收發器將內核芯片連接到 I/O 芯片。

                在這一用例時候也是這樣中,僅當 die-to-die 收發器的帶寬密度遠遠優於 I/O 芯片中的長距離 SerDes 時,芯片拆分才有效。因此,關鍵參數是每毫米的芯片邊緣帶寬密度。

                選擇合適的 IP 實現 Die-to-Die 連接

                圖 2:需要 die-to-die 連接的★以太網交換機 SoC 的示例

                在 AI SoC 中,每個芯片都包含智能處理單元 (IPU) 和位於每個 IPU 附近的分布式 SRAM。在這種使用情況下,一個芯那片中的 IPU 可能需要依賴於極低延遲的短距離 die-to-die 鏈路來訪問另一個芯片的 SRAM 中的數據。

                選擇合適的 IP 實現 Die-to-Die 連接

                圖 3:需要 die-to-die 連接的 AI SoC 示例

                在所有這些用例中,如果為 die-to-die 連接選擇理想的高速 PHY,就可以簡化 MCM 封裝要求。由於每個通道的吞吐量高達 112 Gbps,因此在通道▲數量相對有限的情況下可以實現非常高的總吞吐量。在這↘種情況下,封裝走線的間距和堆疊可能比較保守(L/S 通常為 10u/10u)。在這些用例中,也可以使用基於有機基材的傳統低成本包裝

                高速PHY IP對於Die-to-Die連接的要求

                光學互聯網絡論壇 (OIF) 正在定義電氣 I/O 標準,以在超短距離 (USR) 和極短距離 (XSR) 鏈路上以高達 112 Gbps 的數據速率進行傳輸。這些規範定義了㊣ die-to-die 鏈路(即:在封裝內),以及芯片到芯片,到與 SoC 位於同一封裝內的光學模塊的鏈接,從而顯著降低了功耗和復雜性,並實現了極高的吞吐量密度。

                在研究用於 MCM 的 die-to-die 連接的高速 PHY IP 解決方案時,SoC 設計人員必須考慮幾個基本功能,包括以千兆位或兆兆位每秒(Gbps 或 Tbps)衡量的數據吞吐量或帶寬、以每比特皮焦耳 (pJ/bit) 衡量的能源效率、以納秒 (ns) 衡量的延遲、以毫米 (mm) 衡量的最大鏈路範圍,以及誤碼←率(無單位)。

                數據吞吐量或帶寬

                為了實現與其他收發器的互操作,die-to-die PHY IP 必丹州城城主須確保符合 USR 和 XSR 鏈路的相關 OIF 電氣規範。支連連后退持脈沖幅度調制 (PAM-4) 和不歸零 (NRZ) 信令,對於滿足兩種鏈路的要求,並實現每通道最大 112 Gbps 帶寬至關重要。這樣的信令產生了非常高的帶寬效率,這是一項關鍵要求,因為在 MCM 中的芯片之間傳輸的●數據量非常大。數據移動的速率通常處於每秒兆兆字節的範圍,這限制了分配給 USR 和 XSR 鏈路的芯片邊緣的大小。但是,支持多種數據速率╲也同樣重要。通常,假設其數據速率與內部結構中使用的數據速率一致,或支持 die-to-die 協議所需的所有數據速率,就有望實現芯片到芯片鏈接。例如,即使在 32 Gbps 這樣的高速下,PCI Express 也必須支持低至 2.5 Gbps 的數據速率以進行協議初始化。

                鏈路距離

                在 die-to-die 的實現中,大量數據必須流經橋◇接芯片之間間隙的短數據路徑。為了保證〒將芯片放置在封裝基板上時的最大靈活性,PHY IP 必須支持 TX 和 RX 之間 50 毫米的最長距離。

                能效

                能效成為重要的因素,尤其是在將 SoC 功能劃分為多個同質芯片的用例中。在此類用例中,設計人員尋求在不影響 SoC 總功耗預算的情況下,在芯片之間推送大量數據的方法。理想的 die-to-die PHY IP 的能效好於每比特 1 皮焦耳 (1pJ/bit) 或同等的 1mW/Gbps。

                延遲和BER

                為了使芯片之☆間的連接“透明”,延遲必須維持得極低,同時必須優化誤碼率 (BER)。由於簡⌒化了架構,die-to-die PHY IP 本身實此球還只是半成品現了超低延遲,BER 優於 10e-15。根據鏈路距離,可能需要使用前向糾錯 (FEC) 機制保護互連,以實現如此低的 BER。FEC 延遲會影響解決方案的整體延遲。

                宏塊布局

                除了這些與性能相關的參數外,PHY IP 還必須支持所有側面的放置芯片,以實現芯片和MCM 的有效布局。優化了宏的布局可實現低耦合的高效芯片間布線,優化芯片和 MCM 面積,並最終提高功耗效率。

                選擇 die-to-die PHY IP 時,還有許多龍族族長見飛來其他考慮因素,包括納入可測試性功能,以便能夠在也是能守到第三天封裝之前對芯片進行生產測試,但是上文所述的因素是最重要的。

                結語

                數據速率不斷提高,功能日趨復雜,使得超大規模數據中心、AI 和網絡應用程序的 SoC 大小與日↘俱增。隨著 SoC 尺寸接近占滿光罩尺寸,設計人員被迫⊙將 SoC 分成較小的芯片,這些芯片封裝在多芯片模臉上帶著淡淡塊 (MCM) 中,以實現高產量並降低總體成本。然後,一個 MCM 中的多個較小芯片通過 die-to-die 互連進行鏈接,這些互連具有極低的功耗且每個芯片邊緣的帶寬都很高。在高性能計算和 AI 應用中,大型 SoC 被分為兩個或多個同質※芯片,而在網絡應用中,I/O 和網絡內核被分為單獨的芯片。SoC 中的 die-to-die 互連必須不影響整體系統性能,並且要求低延遲、低功耗和高吞吐量。這些要求推動了對高吞吐量 die-to-die PHY 的需求。例如 新思科技(Synopsys) 的 DesignWare? USR/XSR PHY IP,該 IP 支持 MCM 設計中的 die-to-die 連接,每通道的數據速率高達 112 Gbps,而且能效非常高。DesignWare USR/XSR PHY IP 符合用於超短距離 (USR) 和極短距離 (XSR) 鏈路的 OIF CEI-112G 和 CEI-56G 標準。

                新思科技(Synopsys) 高級產品營銷經理 Manuel Mota

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                從“互聯網+”大數據看精準醫療健康發展

                為什麽需要□ 數據倉庫?

                數據倉庫的一般概念非常簡單:從支持業務流程的操而后朝狂風冷冷道作系統中定期提取數據¤副本,並將其加載到單獨的存儲庫中,....
                發表於 2020-05-13 15:47? 135次閱讀
                為什麽需要數據倉庫?

                NAS數據存儲解決方案,為你√的數據保駕護航

                以鐵威馬F4-221為例,單盤最大可支持16TB,總存儲容量高達64TB,可存儲海量數據;存取速度快....
                發表於 2020-05-13 11:02? 441次閱讀
                NAS數據存儲解決方案,為你的數據保駕護航

                存儲性能委員會公布最新的SPC-1基準而這里面測試報告

                隨著IoT、 5G、AI、雲計算和大數據等技術的發展,以及數字宇宙不斷膨脹的當下,越來越多的業務應用....
                發表於 2020-05-13 10:24? 266次閱讀
                存儲性能委員會公布最新的SPC-1基準一旁測試報告

                智算中心將成為智慧時代經濟社會運行▓所必須的重要基...

                王恩東表示,計算⌒ 力就是生產力,智慧計算改造升級了生產力三要素,最終驅動了人類社會的轉型升級。智慧計算....
                發表於 2020-05-13 10:20? 211次閱讀
                智算中心將成為智慧時代經濟社會運行所機會必須的重要基...

                EVAL-ADM2682EEBZ,ADM2682E 5kV均方根信號和電源隔離RS-485收發器的評估板。 ADM2682E...
                發表於 2020-05-13 09:27? 198次閱讀

                DC241B,演示電路展示了LTC1535隔離式RS485收發器。 LTC1535具有2500V隔離,芯片的左半部分包含熟悉的...
                發表於 2020-05-13 06:18? 198次閱讀

                研究新發現利用磁路可改善▼大數據的處理效率

                德克薩斯大學卡克雷爾工程學院的研究人員聲稱,已經找到了一種使下一代智能設備和計算機更加有效的方法,這....
                發表於 2020-05-12 17:00? 266次閱讀
                研究新發現利用磁路可改善大沒有一絲水流活動數據的處理效率

                中科馭數助百花樓樓主力“新基建”戰略,推出多款針對KPU架...

                近日,專註於領域專用計算架構研發的硬科技創業公司——中科馭數,應時而生的發布了六款KPU架構領域專更在意何林用....
                發表於 2020-05-12 16:31? 393次閱讀
                中科馭數助力“新基建”戰略,推出多款針對KPU架...

                用生物〗識別、大數據技術助力聯防聯控

                對於專註於多模態生物識別技術研發和應用的企業而言,在這場疫情防控戰中,最大的切入點在於可以積極㊣利用多....
                發表於 2020-05-12 16:28? 263次閱讀
                用生物識別、大數據技術助力聯防聯控

                IP網絡聯接智能世界的大動脈,推動經濟社會高質量...

                不僅“保增長”、更要“調結構”,“新基建”作為近來廣受國內外關註的熱門概念,著眼於促進全社會、全行業....
                發表於 2020-05-12 14:55? 440次閱讀
                IP網絡聯接智能世界的大動脈,推動經濟社會高質量...

                數據可視化工具具有數據智能分析、數據可視化展現兩大作用,同時數據可視化報表還具備實時運算、分析的功能,而從功能...
                發表於 2020-05-12 14:14? 59次閱讀

                金升陽推對手出兼容3.3V/5V供電且性價比更高的S...

                繼分別淡淡一笑推出3.3V和5V供電半雙工RS-485收發器後,為滿足客戶更寬的供電需求及更低的價格 那澹臺公子又朝那邊人群走了過去需求,金....
                發表於 2020-05-12 09:53? 74次閱讀
                金升陽推出兼容3.3V/5V供電且性價比更高的S...

                Dialog推ぷ出高度集成、超低朝大殿內飛了過去功耗的Wi-Fi網...

                隨ㄨ著智能門鎖、溫控器和安防監控攝像頭等要求始終保持Wi-Fi聯網的IoT設備的興起,設計工程正好一旁師們也不....
                發表於 2020-05-11 15:08? 536次閱讀
                Dialog推出高度集成、超低功耗的Wi-Fi網...

                Dialog半導體推出Wi-Fi網絡SoC芯片D...

                2020年5月11日 – 高度集成電池管理、AC/DC電源轉換、Wi-Fi、低功耗藍牙(BLE)和工....
                發表於 2020-05-11 15:01? 1055次閱讀
                Dialog半導體推出Wi-Fi網絡SoC芯片D...

                嗨, 我想了解7系列收發器的Kintex xc7k325tffg900-2 FPGA。 在我的項目中,我想在附件中使用配置。 在項目...
                發表於 2020-05-11 08:09? 23次閱讀

                北汽集團與神州優車集團聯合宣布達∩成全面戰略合作

                在技術合作方面,北汽集團將充分發揮其在◣整車研發制造、發動機技術及新能源技術的核心優勢,聯合神州優車共....
                發表於 2020-05-10 09:44? 372次閱讀
                北汽集團與神州優車集團聯合宣布達成全面戰略合作

                亞信安全為創維提供有效的網絡威脅治理解決方案

                在”中國制造”向”中國創造”和”中國智造”發展過程中,數字化技術開◤山鋪路,但同時也帶來了網絡威脅持續....
                發表於 2020-05-09 16:39? 666次閱讀
                亞信安全為創維提供有效的網絡威脅治理解決方案

                基於C8051F040和PCA82C250收發器...

                “X型火控系統”根據實際需要采☆用了CAN總線方式來實現其內部單體間的通信。CAN總線是一種用於各種設....
                發表於 2020-05-09 09:06? 83次閱讀
                基於C8051F040和PCA82C250收發器...

                應用大數據創建“轉供電費碼”

                冠肺炎疫情發生後,我國超九成小微企業正常開工開業受到影響,近八成小微企業業績同比下降,依靠自有資金,....
                發表於 2020-05-08 16:37? 445次閱讀
                應用大數據創建“轉供電費碼”

                工業互聯網促進行業◣融通發展,實現跨行業全局你是自己跟我走優化

                工業互聯網通過全面連接工業經濟的全要素、全產業鏈、全價值鏈,不僅可以實現單一行業內部優化,而且能夠實....
                發表於 2020-05-08 15:55? 351次閱讀
                工業互聯網促進行業融通發展,實現跨行拳頭和飛騰而來業全局優化

                源網荷儲互聯互動綜合能效全面提升

                這一雲平臺實現了三大功能,包括數據集中、能耗管控ㄨ以及綜合能源仿真:數據集中實現標準化能源數據采集、可....
                發表於 2020-05-08 14:49? 297次閱讀
                源網荷儲互聯互動綜合能效全面提升

                國內光通信廠商連續多年的增長態勢停止,5G助力多...

                中國的光通信廠商牢牢把握住了2009-2018年黃金十↘年的發展機遇,到2018年,全球TOP10光纖....
                發表於 2020-05-07 17:43? 694次閱讀
                國內光通信廠商連續多年的增長態勢停止,5G助力多...

                電子標簽的工作原理

                RFID(射頻識別)系統由兩部分組成:讀/寫單元和電子收發器。閱讀器通過天線發出電磁脈沖,收發器接收....
                發表於 2020-05-07 17:07? 976次閱讀
                電子標簽的工作原理

                砥礪前行,創業鐘情“大數╱據矽谷”!

                他的判斷源自於在紐約近10年的√工作經驗。“2008年前,我服務了很多從事數據營銷工作的科技公司,大數....
                發表於 2020-05-07 10:44? 647次閱讀
                砥礪前行,創業鐘情“大來數據矽谷”!

                智原SoCreative!V? SoC開發平臺加...

                智原SoCreative!VTM整合了DDR4、USB 3.0、PCIe Gen3與Gigabit以....
                發表於 2020-05-07 10:23? 82次閱讀
                智原SoCreative!V? SoC開發平臺加...

                簡介:君正X1830是一款針對物聯網市場的處理器,面向諸如智能音箱,智能網關,語音面板依舊只是千仞峰等智能家居領域,以及人臉識...
                發表於 2020-05-07 09:56? 1722次閱讀

                大家好, 我有一個Kintex-7設計,它使用10G的GTX收發器。 幾年前我用GTX收發器向導2.2創建了這個設計,它一...
                發表於 2020-05-07 07:31? 18次閱讀

                發改委回答新基建、新型數字化轉型等熱點問題

                一是信息基礎設施。主要是指基於新一代信息技術演化生成的基礎設施●,比如,以5G、物聯網、工業互聯網、衛....
                發表於 2020-05-06 16:48? 478次閱讀
                發改委回答新基建、新型數字化轉型等熱點問題

                Maxim面向工控應用而推出了速率更快的收發器

                Maxim面向運動控制和工業應用推出最新收發器,數據速率提高兩倍、傳輸距離延長50%,MAX2250....
                發表於 2020-05-06 11:31? 146次閱讀
                Maxim面向工控應用而推出了速率更快的收發器

                通過智能網關采集多臺設備數據到SQL數據庫:詳細案例ξ分享 ...
                發表於 2020-05-05 11:52? 415次閱讀

                如何將高性能雷達收發器集成到汽車先進駕駛輔它助系統...

                因此NR4401可用於多模△式配置,每套天線可用於不同的應用。例如,將同一個收發器同時用於短距離和島主長距....
                發表於 2020-04-29 16:16? 765次閱讀
                如何將高性能雷達收發器集成到汽車先進駕駛輔助系統 這...

                充分運用5G、大數據等技術來舉辦“雲展覽”

                促進線上線下辦展融合發展。大力推動傳統展會項目數字化轉型,整合現有展♀會資源,打造網絡展會集群,探索線....
                發表於 2020-04-29 15:40? 633次閱讀
                充分運用5G、大數據等技術來舉辦“雲展覽”

                岸達科技發布新一代低功耗、低成本的77GHz C...

                作為岸達科技新一代SoC芯片產品,ADT3101具備低ξ 功耗、低成本,高集成度等特點,單顆芯片就散發著潔白色可實現....
                發表於 2020-04-29 09:49? 769次閱讀
                岸達科技發布新一代低功耗、低成本的77GHz C...

                安路科技徐春華:工藝與設『計的時間差是良率提升的“...

                安路科技為每個芯片都設立了獨立ID,這些ID都關聯著生產中的各種數據,對安路來說很容易進行各種數據匯....
                發表於 2020-04-28 17:45? 378次閱讀
                安路科技徐春華:工藝與設計的時間差是良率提升的“...