チップレット

チップレットとは、特定の機能を実行する、小さく独立した集積回路のブロックです。チップ設計者は、用途の異なる複数のチップレットを1つのチップパッケージに組み合わせます。このタイプのチップパッケージは、複数の異なるコンポーネントを1つのチップに組み合わせるSystem-on-a-Chip(SoC）プロセッサーに似ています。ただし、SoCは1つの部品として製造されるのに対し、チップレットは別々に製造され、後から組み合わされます。

モノリシックSoC設計では、CPU、GPU、メモリ、I/Oコントローラーなど、すべての要素を1つのシリコン片に組み込みます。チップレット設計では、各チップレットを個別に設計・製造し、その後の工程でチップパッケージに組み込みます。高速インターコネクトによってチップパッケージ内の各チップレットが接続され、1つのチップの一部であるかのように、チップレット間でデータをやり取りできます。

チップレットベースの設計には、通常のSoC設計に比べて、次のような重要な利点があります。

• モジュール性 — チップ設計者は、特定の機能向けにチップレットを作成し、必要に応じてチップパッケージに組み込めます。設計内の特定のチップレットだけを更新できるため、チップ全体を再設計する必要がありません。チップ設計者は、他のメーカーのチップレットを自社の設計に組み込むこともできます。
• 歩留まりの向上 — 個々のチップレットは小型であるため、大型で複雑なSoCチップよりも、大量生産しやすくなります。SoCに1つの欠陥があるとチップ全体が使用できなくなる可能性がありますが、メーカーは各チップレットを個別にテストし、チップパッケージに追加する前に正常に動作することを確認できます。
• 複数の製造プロセス — チップパッケージ内の各チップレットは、そのチップレットに最も適したプロセスで製造できます。CPUやGPUのコアなどのコンポーネントには、性能を最大化する先進的な製造プロセスを使用する一方、性能がそれほど重要でない他のコンポーネントには、古くて低コストのプロセスを使用できます。
• 性能と効率の向上 — チップ設計者は、使用するチップレットを変更することで、特定のタスク向けにチップパッケージを最適化できます。たとえば、グラフィックス性能向けに最適化されたチップパッケージには、電力効率を重視して設計された同じシリーズの別のチップよりも、高性能なGPUコアが多く含まれます。一方で、パッケージ内の他のチップレットは同じです。

NOTE: 2023年時点で、Intel、AMD、Appleを含む大手プロセッサーメーカーの多くが、一部のプロセッサー設計でチップレットの使用を開始しています。