傻白探索Chiplet，一些相关术语和问题记录（二）

记录一下看Chiplet相关文章中遇到的一些专业术语和我这个菜鸡困惑的地方：

一、硬件方面术语

（1）成熟裸芯是啥？

（2）“IP芯片化（IP as a Chiplet）怎么理解？

（3）芯片平台化（Chiplet as a Platform）怎么理解？

（4）SoC技术是啥？

（5）SiP技术是啥？

（6）MCM（Multi-Chip Module）是啥？

二、软件方面的术语

（1）CXL协议？

（2）PCle协议？

（3）Raw Mode（裸协议）

（4）UCIe产业联盟

（5）模块化设计？

（6）通用设计？

三、问题记录

（1）“chiplet是将一个复杂的芯片分解成若干个较小的、功能独立的芯片片段”这句话怎么理解？

（2）一个芯粒就是一个die吗？

（3）我可以理解为：传统的芯片是在一个wafer上划分多个die，每个die上有完成的集成电路完成某种功能，而chiplet做的是将原本die上的集成电路通过分解和连接得到更小的芯片片段，将原来的大尺寸die完成的复杂功能进行分解从而得到较小的、功能独立的芯片片段，再通过芯片联结器连接在一起得到一个多核芯片，该芯片完成的功能与原来的die相同？

（4）一个chiplet可能包含多个功能相似的集成电路，不同的chiplet具有不同的功能，通过联结器连接起来实现复杂的功能？

（5）同一个chiplet包括多个不同的指令集架构的集成电路片段，每个片段一般称为一个核心？

（6）“以前的SoC芯片设计是系统整体设计，而现在的Chiplet技术可以将CPU这样的大芯片按功能拆分成不同功能模块，分别设计，分别制造，根据需要选用适合的封装技术进行系统集成，从而实现了一个系统芯片的功能”。举一个具体的例子？

一、硬件方面术语

（1）成熟裸芯是啥？

成熟裸芯指的是已经完成评估、设计和生产准备阶段，并经过了初步测试和验证，准备进入量产阶段的集成电路（IC）。裸芯意味着它还没有封装，所以它看起来就像一块光滑的硅片。它通常是在生产大批集成电路时使用的，因为它比封装后的集成电路更容易进行测试和验证。

（2）“IP芯片化（IP as a Chiplet）怎么理解？

IP芯片化（IP as a Chiplet）是指将集成电路（IC）设计中的一部分或多个部分抽象为单独的"芯片"，并将它们集成到一个更大的集成电路中。这样做的优点是可以将不同的IC设计部分分开设计、制造和测试，从而提高生产效率和质量，并降低成本。同时，这种技术还允许不同的芯片来自不同的供应商，从而更加灵活。总的来说，IP芯片化是一种新型的IC设计方法，它可以提高生产效率，降低成本，提高产品质量。

（3）芯片平台化（Chiplet as a Platform）怎么理解？

芯片平台化（Chiplet as a Platform）是一种把多个单独的芯片（称为"芯片块"或"芯片集"）集成到一个更大的集成电路中的方法。这种方法与IP芯片化（IP as a Chiplet）有点类似，但它关注于将多个芯片块整合成一个可以用作芯片平台的整体。芯片平台化的优点是可以更灵活地选择不同的芯片块，并将它们组合成多种不同的芯片平台。这样做的好处是可以在不同的应用场景中使用相同的芯片平台，从而降低开发和生产成本。总的来说，芯片平台化是一种高度灵活的IC设计方法，可以提高生产效率，降低成本，提高产品质量。

（4）SoC技术是啥？

SoC（System on a Chip）是一种集成电路，它将多个电子元件集成到一个单一的芯片上。这些电子元件可能包括微处理器、存储器、收发器和其他电路。SoC的优点在于它可以提高性能，降低功耗和体积，并且可以减少系统成本。举个例子，SoC可以集成GPU，注意集成的是GPU的功能电路而非完整的芯片，因为集成完整的芯片会增加体积和成本。

（5）SiP技术是啥？

SiP（System in Package）是一种制造技术，它将多个芯片集成到一个小型的包装中。这种技术可以提高性能，降低功耗和体积，并且可以减少系统成本。它与SoC技术相似，但是SoC技术将多个电子元件集成到一个单一的芯片上，而SiP技术则将多个芯片集成到一个包装中。

（6）MCM（Multi-Chip Module）是啥？

MCM（Multi-Chip Module）是一种电子元件封装技术，它将多个芯片封装在一个单一的模块中。这种技术可以提高性能，降低功耗和体积，并且可以减少系统成本。MCM技术与SiP技术和Chiplet技术相似，但它们之间也存在一些区别。MCM技术将多个芯片封装在一个单一的模块中，而SiP技术和Chiplet技术则是将多个芯片集成到一个包装或芯片上。通常情况下，MCM技术封装的模块会用于电子设备中。这些模块可以提高性能，降低功耗和体积，并且可以减少系统成本。因此，这些模块可以用于各种电子设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑和游戏机等。这些模块可以提供多种功能，如处理器、存储器、收发器和其他电路。

二、软件方面的术语

（1）CXL协议？

CXL（Compute Express Link）是一种新型的高性能数据交换协议，它可以在计算机系统中的不同部件之间传输数据，包括CPU、GPU、存储器和其他外设。CXL协议支持高速、低延迟的数据传输，可以提高计算机系统的性能和效率。CXL协议与PCI Express协议（PCIe）有点类似，但它提供了更高的带宽和更低的延迟，并且支持更多的协议功能。目前，CXL协议已经成为计算机系统设计中的一个重要方向，许多知名厂商都在开发基于CXL协议的产品。

（2）PCle协议？

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种常用的高性能数据交换协议，它可以在计算机系统中的不同部件之间传输数据。PCIe协议支持多种速率级别，可以提供吞吐量高达128GB/s的高速数据传输。PCIe协议通常用于连接CPU、GPU、存储器和其他外设，可以提高计算机系统的性能和效率。目前，PCIe协议已经成为计算机系统设计的一个重要方向，广泛应用于各种类型的计算机系统中。

（3）Raw Mode（裸协议）

Raw Mode（也称为裸协议）是一种计算机通信方式，允许两台计算机之间直接发送和接收原始数据。这意味着数据在传输时不会经过任何格式化或加密处理。裸协议通常用于特殊应用，如文件传输协议（FTP）或远程登录协议（Telnet），允许用户访问远程计算机并执行操作。

（4）UCIe产业联盟

Chiplet受限于不同架构、不同制造商生产的die之间的互连接口和协议的不同，设计者必须考虑到工艺制程、封装技术、系统集成、扩展等诸多复杂因素，同时还要满足不同领域、不同场景对信息传输速度、功耗等方面的要求，使得Chiplet的设计过程异常艰难。由于相信Chiplet在未来计算中的作用，Intel、AMD、Arm、日月光、Google Cloud、Meta、微软高通、三星电子和台积电等十大行业巨头宣布成立通用小芯片互联高速（UCIe）产业联盟，共同打造Chiplet互连标准，推进开放生态，并制定了标准规范“UCIe”。

UCIe兼容多个协议，包括PCIe CXL 和Raw Mode（裸协议）。 Raw Mode可以支持任意协议，只需要两侧匹配即可（例如以太网）。UCIe的协议分为3层：

Protocol Layer，协议层可能是根据应用不同而不同，可以是PCIe Flit模式，也可以是CXL2.0，也可以是Streaming Protocol，也就是支持任意流协议。
D2D Adapter Layer，提供高层链路状态管理等功能。当支持CXL时候，D2D Adapter Layer 提供ARB/MUX功能；当BER小于1e-27时候，D2D Adapter Layer 提供CRC和Retry机制
Physical Layer，由三个子模块组成，包括PHY Logic，Sideband和Electrical/AFE

目前，intel牵头的PCIe CXL协议可直接满足现有chiplet标准UCIe的通信协议要求。

（5）模块化设计？

模块化设计是指将系统分解为多个独立的模块，每个模块负责完成特定的功能。这样的设计可以让系统更容易扩展和维护，并且可以提高系统的可靠性。

比如说，你想设计一个处理器来满足不同的系统需求。通过使用Chiplets，你可以将处理器分解为不同的模块，比如数据处理模块、存储模块和控制模块等。每个模块都可以使用不同的技术和制造工艺来制造，比如7nm和5nm等。然后，你可以通过芯片联结器将这些模块连接在一起，构成一个完整的处理器。通过使用Chiplets，你可以让处理器更容易扩展和维护，并且可以提高处理器的性能。

（6）通用设计？

通用设计是指在设计集成电路时考虑到系统的可扩展性和可重用性。通过使用通用设计，可以让集成电路能够适应不同的系统需求，并且在需要时可以重新使用。这样的设计可以让系统更容易扩展和维护，并且可以提高系统的可靠性。

比如说，你想设计一个处理器来满足不同的系统需求。通过使用通用设计，你可以设计出一个处理器，它可以适应不同的系统需求。例如，你可以设计出一个处理器，它可以执行不同的指令集，比如ARM和X86等。同时，你还可以设计出一个处理器，它可以使用不同的制造工艺，比如7nm和5nm等。这样的设计可以让处理器更容易扩展和维护，并且可以提高处理器的性能和可靠性。

三、问题记录

（1）“chiplet是将一个复杂的芯片分解成若干个较小的、功能独立的芯片片段”这句话怎么理解？

所谓chiplet技术，就是将一个复杂的芯片分解成若干个较小的、功能独立的芯片片段，然后通过芯片联结器连接在一起。这样，就可以将原来复杂的芯片分解成若干个功能独立的片段，这些片段可以分别设计、制造、测试和验证，从而提高芯片的设计和制造效率。在芯片连接器将各个片段连接起来之后，这些片段就会形成一个多核的芯片，从而提高芯片的性能和可靠性。这就是chiplet技术的工作原理。

（2）一个芯粒就是一个die吗？

一个芯粒（chiplet）和一个芯片（die）是两个不同的概念。芯粒（chiplet）是指将一个复杂的芯片分解成若干个较小的、功能独立的芯片片段。它们可以通过芯片联结器（chip-to-chip interconnects）连接在一起，从而形成一个多核的芯片。而芯片（die）则是指芯片制造过程中，将半导体材料切割成若干块，每一块都是一个完整的电路。芯片（die）和芯粒（chiplet）之间的区别在于，芯粒（chiplet）是通过分解和连接来实现集成电子元件的技术，而芯片（die）是通过制造半导体材料来实现集成电子元件的技术。

（3）我可以理解为：传统的芯片是在一个wafer上划分多个die，每个die上有完成的集成电路完成某种功能，而chiplet做的是将原本die上的集成电路通过分解和连接得到更小的芯片片段，将原来的大尺寸die完成的复杂功能进行分解从而得到较小的、功能独立的芯片片段，再通过芯片联结器连接在一起得到一个多核芯片，该芯片完成的功能与原来的die相同？

基本相近。chiplet是一种微型集成电路，它可以用来构建更大的集成电路系统。它们通常是小型的，但具有高性能，并且可以通过芯片联结器连接在一起，实现更高的效率和性能。 Chiplet还可以用来提高系统的可靠性，因为它们可以让更小的集成电路系统更容易扩展和维护。它们通常用于高性能计算和通信应用中，并且可以提高系统的性能和可靠性。

（4）一个chiplet可能包含多个功能相似的集成电路，不同的chiplet具有不同的功能，通过联结器连接起来实现复杂的功能？

Chiplet可以包含多个集成电路，这些集成电路可能具有相似或不同的功能。通过使用芯片联结器将不同的Chiplets连接在一起，可以构建更复杂的集成电路系统，实现更高的效率和性能。 Chiplet可以让系统更容易扩展和维护，并且可以提高系统的可靠性。

（5）同一个chiplet包括多个不同的指令集架构的集成电路片段，每个片段一般称为一个核心？

Chiplet可以包含多个集成电路片段，这些片段可以具有不同的指令集架构，也可以具有相同的架构但实现不同的物理电路。通常，每个集成电路片段都称为一个核心，并且可以通过芯片联结器连接在一起，实现更复杂的系统功能。 Chiplet的使用可以让系统更容易扩展和维护，并提高系统的性能和可靠性。

（6）“以前的SoC芯片设计是系统整体设计，而现在的Chiplet技术可以将CPU这样的大芯片按功能拆分成不同功能模块，分别设计，分别制造，根据需要选用适合的封装技术进行系统集成，从而实现了一个系统芯片的功能”。举一个具体的例子？

以前的芯片设计通常是将多种功能（如计算、存储、通信等）集成在一个芯片上，这样做的好处是可以提高芯片的整体性能和效率。但是，随着技术的发展，这种方法的局限性也变得越来越明显。例如，如果要在芯片上添加新的功能，就需要重新设计整个芯片，这非常耗时耗费。

Chiplet技术的出现改变了这一状况。它允许芯片设计人员将一个大芯片拆分成许多小模块，每个模块负责执行一种特定的功能。例如，可以将计算模块、存储模块、通信模块分别设计、制造、封装，然后再将它们组装在一起，形成一个完整的系统芯片。这样做的优点是，如果需要添加新的功能，只需要设计、制造、封装一个新的模块，然后将它插入到系统芯片中，而无需重新设计整个芯片。这样可以更加灵活地定制芯片的功能，并提高芯片的可扩展性。