Chiplets: ต้องการมาตรฐานเพิ่มเติม

หลายเดือนมานี้ เราได้เห็นความก้าวหน้าใหม่ๆ ในการกำหนดมาตรฐานชิปเล็ต ตัวอย่างเช่น สมาคมเช่น Bunch of Wires (BoW) และ Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) มีความคืบหน้าในการพัฒนามาตรฐานสำหรับอินเทอร์เฟซแบบ die-to-die (D2D) ในการออกแบบชิปเล็ต มาตรฐานประเภทนี้ไม่ได้ถือเป็นปรากฏการณ์ใหม่ในการสื่อสาร แต่มาตรฐานประเภทนี้ได้รับการกำหนดขึ้นสำหรับการสื่อสารแบบมีสายและไร้สายทุกรูปแบบ มาตรฐานดังกล่าวประกอบด้วยชั้นหรือระดับต่างๆ กันเสมอ ในหลายกรณี การกำหนดมาตรฐานเริ่มต้นที่ระดับต่ำมากด้วยข้อกำหนดของสัญญาณไฟฟ้า ชั้นทางกายภาพนี้ครอบคลุมระดับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ในการส่งสัญญาณ ในมาตรฐาน BoW และ UCIe ที่อ้างถึงข้างต้น สัญญาณทั้งหมดได้รับการกำหนดมาตรฐานที่ระดับไฟฟ้า ดังนั้นจึงใช้งานร่วมกันได้ ในหลายกรณี ระดับของมาตรฐานเพิ่มเติมจะถูกซ้อนไว้ด้านบนเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การระบุและแก้ไขข้อผิดพลาด มาตรฐานอื่นๆ ในระดับที่สูงกว่าช่วยให้สามารถจัดระเบียบข้อมูลเป็นแพ็คเกจได้ ซึ่งสามารถกำหนดได้โดยไม่ซ้ำกันอีกครั้งเมื่อถึงผู้รับ ในรูปแบบปัจจุบัน มาตรฐาน UCIe ได้ระบุและสร้างมาตรฐานให้กับเลเยอร์โปรโตคอลเพิ่มเติมดังกล่าวซึ่งสร้างขึ้นจากมาตรฐานการส่งสัญญาณไฟฟ้า สมาคม BoW ยังได้ดำเนินการขั้นตอนแรกในทิศทางนี้ด้วย

อย่างไรก็ตาม เวอร์ชันปัจจุบันของมาตรฐานจะระบุเฉพาะอินเทอร์เฟซระหว่างชิปเล็ตต่างๆ เท่านั้น นอกจากนี้ ปัจจุบันโปรโตคอลยังได้รับการออกแบบในลักษณะที่ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ทำงานโดยใช้สัญญาณดิจิทัลโดยเฉพาะเท่านั้น ในการใช้งานที่ต้องการการส่งสัญญาณแอนะล็อก ปัจจุบันยังไม่มีมาตรฐานเลยในเรื่องอินเทอร์เฟซระหว่างชิปเล็ต แม้ว่าจะมีการดำเนินการตามขั้นตอนในการแปลงข้อมูลแอนะล็อกนี้ให้เป็นดิจิทัลล่วงหน้า แต่มักจะมีเพียงข้อมูลดิบเท่านั้นที่สุดท้ายจะถูกถ่ายโอนระหว่างชิปเล็ต อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้ครอบคลุมอยู่ในขอบเขตที่จำกัดตามมาตรฐาน UCIe ในปัจจุบัน ข้อมูลแอนะล็อกมักจะถูกแปลงเป็นดิจิทัลด้วยความกว้างบิตเฉพาะ ขึ้นอยู่กับสัญญาณและแอปพลิเคชัน และในหลายกรณี ไม่ใช่ผลคูณของ 8 บิต อย่างไรก็ตาม มาตรฐานปัจจุบันทำงานบนพื้นฐานของทวีคูณของ 8 บิต แน่นอนว่าการเติมบิตสามารถใช้เพื่อทำให้ข้อมูลในโปรโตคอลเป็นไปตามมาตรฐาน แต่บิตที่เติมพื้นที่นั้นไม่มีข้อมูลใดๆ ซึ่งหมายความว่าอัตราการถ่ายโอนข้อมูลส่วนใหญ่สูญเปล่า โดยนัยแล้ว จะต้องสร้างมาตรฐานเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานในด้านการรวมแบบต่างกัน หรือมาตรฐานที่มีอยู่จะต้องขยายให้ครอบคลุมอินเทอร์เฟซแบบอะนาล็อกโดยเฉพาะประเภทนี้

มาตรฐาน UCIe เวอร์ชันปัจจุบันได้รับการออกแบบให้มีโปรเซสเซอร์หนึ่งตัวในชิปเล็ต ซึ่งความสามารถดังกล่าวได้รับการขยายโดยตัวเร่งความเร็วเพิ่มเติมในวงจรอื่น ๆ ของชิปเล็ต อย่างไรก็ตาม สถาปัตยกรรมระบบในระบบที่ต่างกัน (เช่น สำหรับการขับขี่แบบอัตโนมัติ) จะได้รับการออกแบบในลักษณะที่แตกต่างกันอย่างมาก กล่าวคือ ด้วยระบบที่มีโปรเซสเซอร์หลายตัวแบบกระจาย โดยแต่ละระบบอยู่บนวงจรที่แตกต่างกันของชิปเล็ต สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการพัฒนาแนวคิดระบบใหม่ ซึ่งจะต้องได้มาตรฐานเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานร่วมกัน เนื่องจากแนวคิดเหล่านี้ยังไม่ได้รับการพัฒนา จึงถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ ดังนั้นจึงยังเร็วเกินไปที่จะพัฒนามาตรฐานในด้านนี้

การจัดหาพลังงานให้กับชิปเล็ตเป็นอีกประเด็นที่สำคัญ เพื่อให้บรรลุการทำงานร่วมกันได้อย่างแท้จริงระหว่างชิปเล็ตที่สร้างขึ้นโดยใช้วงจรที่แตกต่างจากบล็อคชิปเล็ตที่มีอยู่ จำเป็นต้องระบุและสร้างมาตรฐานของแหล่งจ่ายไฟด้วย สิ่งนี้เรียกร้องให้มีการกำหนดมาตรฐานในด้านต่างๆ เช่น ระดับแรงดันไฟฟ้า และลำดับที่ส่วนประกอบย่อยของชิปเล็ตถูกเปิดใช้งาน นอกจากนี้ยังต้องมีการสร้างและกำหนดมาตรฐานของอินเทอร์เฟซด้วย ด้านอื่นๆ ที่มาตรฐานอาจมีประโยชน์ในอนาคต ได้แก่ การประกอบเครื่องกล การทดสอบ การทดสอบการใช้งาน และการกระจายความร้อน มีการผลักดันเบื้องต้นไปสู่การกำหนดมาตรฐานในหลายด้านแล้ว และสิ่งสำคัญคือความพยายามเหล่านี้ดำเนินต่อไป