Компания AMD объявила о том, что некоторые её адаптивные «системы на чипе» (SoC) семейства Versal получат поддержку открытого отраслевого стандарта Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) 1.1. Это упростит интеграцию специализированных компонентов для определённых нагрузок и задач. Изделия Versal RF с поддержкой UCIe появятся в IV квартале 2027 года.

Интерконнект UCIe предназначен для обеспечения высокоскоростного обмена данными между различными чиплетами в составе одного общего корпуса. Поддержкой UCIe 1.1 обзаведутся изделия Versal RF со встроенными высокоскоростными радиочастотными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями. Эти изделия объединяют программируемую логику FPGA, специализированные движки ИИ и аппаратные блоки цифровой обработки сигналов (DSP). Производительность достигает 80 TOPS при гетерогенных вычислениях.

Источник изображений: AMD

Сообщается, что устройства серии Versal RF смогут поддерживать до четырёх независимых интерфейсов UCIe Standard Package (UCIe-SP) и до двух интерфейсов UCIe Advanced Package (UCIe-AP). В сумме это обеспечит мультитерабитную пропускную способность внутри одной упаковки.

Благодаря UCIe чиплеты Versal RF смогут напрямую взаимодействовать с другими соупакованными блоками, оптимизированными под конкретные нагрузки. Это могут быть сторонние радиочастотные модули или преобразователи данных, ИИ-ускорители, ядра CPU и GPU, модули безопасности, коммуникационные процессоры, ASIC и пр. Таким образом, устраняется необходимость использования отдельных внешних чипов (становится возможной интеграция чиплетов в SoC), подключение которых создаёт дополнительные задержки, повышает энергопотребление и усложняет проектирование. Интерфейс UCIe обеспечивает стандартизированное внутрикорпусное соединение для эффективного обмена данными между гетерогенными чиплетами, включая решения разных производителей.

Консорциум Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) объявил о выпуске спецификации UCIe 3.0 для соединения чиплетов в составе высокопроизводительных систем, таких как платформы аналитики данных, HPC и ИИ.

Напомним, консорциум UCIe был сформирован в 2022 году с целью создания стандартного интерконнекта, позволяющего объединять в одном корпусе чиплеты разных производителей, обладающие различными функциями и изготовленные на разных предприятиях. В состав консорциума вошли Intel, AMD, Qualcomm и TSMC, а также ведущие гиперскейлеры, включая Google Cloud, Meta✴ и Microsoft.

Обнародованная спецификация UCIe 3.0 предусматривает удвоение скорости по сравнению со стандартом предыдущего поколения — до 48 и 64 ГТ/с для вариантов UCIe-S (стандартная упаковка 2D) и UCIe-A (передовая упаковка 2.5D). Таким образом, достигается более высокая пропускная способность в расчёте на соединение, что имеет большое значение, когда для обмена данными между кристаллами может быть задействовано строго ограниченное количество соединений. В случае UCIe 3D скорость ограничивается 4 ГТ/с.

Для UCIe 3.0 заявлена обратная совместимость со спецификациями предыдущих поколений. Упомянута улучшенная перекалибровка во время выполнения, обеспечивающая снижение энергопотребления каналов передачи данных и чиплетов. Предусмотрены и другие усовершенствования, ориентированные на повышение плотности полосы пропускания, энергоэффективности и управляемости на системном уровне. В целом, спецификация UCIe 3.0 обеспечивает более высокую масштабируемость, гибкость и совместимость, что, как считают участники консорциума, поможет ускорить инновации в области модульной полупроводниковой архитектуры.

Вместе с тем некоммерческая организация Open Compute Project Foundation (OCP) выпустила новую спецификацию Universal D2D Transaction и Link-Layer, которая охватывает в том числе UCIe.

Intel ведет исследования в области интегрированной фотоники уже много лет, поскольку успех в этой сфере критически важен для HPC-систем нового поколения. Два года назад компания сообщила о создании технологии, использующей существующие техпроцессы обработки 300-мм кремниевых пластин для формирования массива лазеров вкупе с модуляторами. А сейчас можно говорить о достижении новой важной вехи в этой области.

На OFC 2024 Intel продемонстрировала опытный образец CPU, оснащённый 64-канальным фотонным интерконнектом OCI (Optical Compute Interconnect). Каждый канал позволяет передавать данные на скорости 32 Гбит/с на расстоянии до 100 м, что позволит решить проблему масштабирования HPC-систем и ИИ-комплексов: пропускной способности 2 Тбит/с (256 Гбайт/с) в каждом направлении хватит на многое. А в перспективе скорость будет доведена до 32 Тбит/с.

Источник изображений: Intel

В настоящее время в системах подобного класса для высокоскоростного соединения узлов используются либо решения с внешними оптическими трансиверами, что серьёзно увеличивает стоимость и энергопотреблению в целом, либо классическую «медь», серьёзно ограниченную по максимальной длине кабеля. OCI позволяет избежать обеих проблем.

Чиплет использует DWDM (восемь длин волн на волокно) и при этом экономичен: энергозатраты на передачу информации составляют всего 5 пДж/бит против 15 пДж/бит у решений с внешними оптическими трансиверами. Ранее заявленную цифру 3 пДж/бит пришлось немного увеличить, что связано с интеграцией интерфейса PCIe.

Внешне продемонстрированный образец чипа напоминает выпускавшиеся когда процессоры Xeon с поддержкой Omni-Path, но вместо электрического разъёма у него теперь оптический соединитель на восемь пар волокон. С помощью простого пассивного переходника к нему в демонстрационной системе Inel был подключен типовой оптоволоконный кабель.

Поскольку речь идёт о чиплете, теоретически ничто не мешает разместить модуль OCI в составе GPU/NPU, FPGA, DPU/IPU и вообще любой модульной SoC. При этом чиплет совместим с PCIe 5.0, так что проблем с интеграцией быть не должно, хотя это и не самый оптимальный вариант. А на уровне упаковки поддерживается и UCIe.

Вкупе с предельной дистанцией до 100 м новый чиплет существенно упростит системы интерконнекта: за редкими исключениями, вроде NVIDIA NVLink или Intel Gaudi 3 с его массивом Ethernet-контроллеров, связь организуется посредством PCIe-адаптера InfiniBand, либо Ethernet, в которые устанавливаются оптические трансиверы. Впрочем, и у PCI Express вскоре появится поддержка оптических подключений, что будет на руку Ultra Accelerator Link (UALink).

В следующем поколении пропускная способность каждой линии OCI возрастёт с 32 до 64 Гбит/с, после чего Intel планирует довести число одновременно используемых длин волн до 16. Затем, в промежутке между 2030 и 2035 годами планируется достигнуть 128 Гбит/с на линию, уже с 16 длинами волн и 16 парами волокон. Но без конкуренции здесь не обойдётся. NVLink, который уже сейчас существенно быстрее (1,8 Тбайт/с в нынешнем поколении), вскоре тоже обзаведётся оптической версией. Похожие решения развивают Celestial AI, MediaTek и Ranovus, Lightmatter и Ayar Labs.

Стартап Ventana Micro Systems, похоже, намерен перевернуть рынок серверов. Компания заявила о разработке высокопроизводительных процессоров на архитектуре RISC-V для центров обработки данных. Первые образцы фирменных CPU будут переданы клиентам во второй половине следующего года, а поставки начнутся в первой половине 2023 года. При этом процессоры получат чиплетную компоновку — различные модули и кристаллы на общей подложке.

Основные процессорные ядра разработает сама Ventana, а вот остальные чиплеты будут создаваться под нужды определённых заказчиков. CPU-блоки будут иметь до 16 ядер, которые, как обещается, окажутся быстрее любых других реализаций RV64. Использование RISC-V позволит разрабатывать сверхмощные решения в рекордные сроки и без значительного бюджета. Ядра будут «выпекаться» на TSMC по 5-нм нормам, но для остальных блоков могут использовать другие техпроцессы и фабрики.

Ventana будет следить за процессом их создания и упаковывать до полудюжины блоков в одну SoC. Для соединения ядер, кеша и других компонентов будет использоваться фирменная кеш-когерентная шина, которая обеспечит задержку порядка 8 нс и скорость передачи данных 16 Гбит/с на одну линию. Основными заказчиками, как ожидается, станут гиперскейлеры и крупные IT-игроки, которым часто требуется специализированное «железо» для ЦОД, 5G и т.д.

Сегодня Ventana объявила о привлечении $38 млн в рамках раунда B. Общий же объём инвестиций составил $53 млн. Компания была основана в 2018 году. Однако это не совсем обычный стартап — и сами основатели, и команда являются настоящими ветеранами индустрии. Все они имеют многолетний опыт работы в Arm, AMD, Intel, Samsung, Xilinx и целом ряде других крупных компаний в области микроэлектроники. Часть из них уже имела собственные стартапы, которые были поглощены IT-гигантами.