芯粒
芯粒是一个小型、自包含的集成电路模块,用于执行特定功能。芯片设计人员会将用途不同的多个芯粒组合到一个芯片封装中。这种芯片封装类似于系统级芯片System-on-a-Chip,(SoC)处理器,后者会将多个不同的组件组合到一块芯片中。不过,SoC 是作为一个整体制造的,而芯粒则分别制造,然后再组合到一起。
单片 SoC 设计会将所有元件组合到一块硅片中,包括 CPU、GPU、内存、I/O 控制器和其他组件。在芯粒设计中,每个芯粒都会独立设计和制造,然后在后续步骤中组合到芯片封装中。高速互连会连接芯片封装中的每个芯粒,使数据能够在它们之间流动,就像它们属于同一块芯片一样。
与普通 SoC 设计相比,基于芯粒的设计具有几个重要优势:
- 模块化 — 芯片设计人员可以针对特定功能创建芯粒,并根据需要将它们组合到芯片封装中。设计中的特定芯粒可以获得更新,而不必重新设计整个芯片。芯片设计人员甚至可以将其他制造商的芯粒集成到自己的设计中。
- 更高的良率 — 与大型、复杂的 SoC 芯片相比,较小的独立芯粒更容易进行大规模制造。SoC 中的一个缺陷可能导致整块芯片无法使用,但制造商可以测试每个独立芯粒,确认其能够正常工作后,再将其加入芯片封装。
- 多种工艺 — 芯片封装中的每个芯粒都可以使用最适合自身的工艺制造。CPU 和 GPU 核心等组件可以使用能够最大限度提升性能的先进制造工艺,而其他性能要求不高的组件则可以使用更旧、成本更低的工艺。
- 更高的性能和效率 — 芯片设计人员可以通过更换所使用的芯粒,针对特定任务优化芯片封装。例如,针对图形性能优化的芯片封装,会比同系列中为提高能效而设计的另一款芯片包含更多高功耗 GPU 核心,即使封装中的其他芯粒完全相同。
NOTE: 截至 2023 年,大多数主要处理器制造商都已开始在部分处理器设计中使用芯粒,其中包括 Intel、AMD 和 Apple。
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