If we look at the semiconductor industry expansion during the last 25 years, adoption of design IP in every application appears to be one of the major factors of success, with silicon technology incredible development by a x100 factor, from 250nm in 2018 to 3nm (if not 2nm) in 2023. We foresee the move to chiplet-based architecture to soon play the same role that SoC chip-based architecture and massive use of design IP has played in the 2000’s.
The question is how to precisely predict chiplet adoption timeframe and what will be the key enablers for this revolution. We will see if diffusion of innovation theory can be helpful to fine-tune a prediction, determine what type of application will be the driver. Chip-to-chip interconnect protocol standard specifications allowing fast industry adoption, driving applications like IA or smartphone application processor quickly seems to be the top enabler, but EDA tools efficiency or packaging new technologies and dedicated fab creation, among others, are certainly key.
Introduction: emergence of chiplet technology
Протягом 2010-го десятиліття переваги закону Мура почали розпадатися. Відповідно до закону Мура, щільність транзисторів подвоюється кожні два роки, вартість обчислень зменшуватиметься на відповідні 50%. Зміна в законі Мура пов'язана зі збільшенням складності конструкції еволюцією структури транзисторів від плоских пристроїв до Finfets. Finfets потребують кількох шаблонів для літографії, щоб досягти розмірів пристроїв нижче 20-нм вузлів.
At the end of this decade, computing needs have exploded, mostly due to proliferation of datacenters and due to the amount of data being generated and processed. In fact, adoption of Artificial Intelligence (AI) and techniques like Machine Learning (ML) are now used to process ever-increasing data and has led to servers significantly increasing their compute capacity. Servers have added many more CPU cores, have integrated larger GPUs used exclusively for ML, no longer used for graphics, and have embedded custom ASIC AI accelerators or complementary, FPGA based AI processing. Early AI chip designs were implemented using larger monolithic SoCs, some of them reaching the size limit imposed by the reticle, about 700mm2.
At this point, disaggregation into a smaller SoC plus various compute and IO chiplets appears to be the right solution. Several chip makers, like Intel, AMD or Xilinx have select this option for products going into production. In the excellent white paper from The Linley Group, “Chiplets Gain Rapid Adoption: Why Big Chips Are Getting Small”, it was shown that this option leads to better costs compared to monolithic SoCs, due to the yield impact of larger. These chip makers have designed homogenous chiplet, but the emergence and adoption of interconnect standard like Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) IP is easing adoption of heterogeneous chiplet.
The evolution of the newer, faster, protocol standards is picking up speed as the industry keeps asking for higher performance. Unfortunately, the various standards are not synchronized by a single organization. New PCIe standards can come one year (or more) earlier or later than the new Ethernet protocol standard. Using heterogeneous integration allows silicon providers to adapt to the fast-changing market by changing the design of the relevant chiplet only. Considering advanced SoC design fabrication requires massive capital expenditures for 5nm, 4nm or 3nm process nodes, the impact of chiplet architectures is tremendous to drive future innovation in the semiconductor space.
Heterogeneous chiplet design allows us to target different applications or market segments by modifying or adding just the relevant chiplets while keeping the rest of the system unchanged. New developments could be launched quicker to the market, with significantly lower investment, as redesign will only impact the package substrate used to house the chiplets. For example, the compute chiplet can be redesigned from TSMC 5nm to TSMC 3nm to integrate larger L1 cache or higher performing CPU or number of CPU cores, while keeping the rest of the system unchanged. Chiplet integrating SerDes can be redesigned for faster rates on new process nodes offering more IO bandwidth for better market positioning.
Using heterogeneous chiplet will offer better Time-to-Market (TTM) when updating system, reusing the part of system with no change if it’s designed in chiplet. This will also be a way to minimize cost when keeping some functional chiplet on less advanced nodes, cheaper than the most advanced. But the main question is to forecast when the chiplet technology will create a significant segment of the semiconductor market? We will review the IP adoption history as chiplet and IP are similar, both have to break the NIH syndrome to become successful. We will extract the main causes of chiplet adoption and build a forecast, using the innovation theory and the defined category (Innovators, Early Adopters, etc. see Figure below).
We will review ARM CPU IP adoption through 1991 to 2018 and IP adoption history through 1995 to 2027, and check how this adoption rate stick with the Innovation Theory.
We will explain why chiplet adoption will be boosted, reviewing the technology and marketing related reasons:
- From IP-based SoC to chiplet-based system
- Interoperability, thanks to chiplet interconnect preferred protocol standard
- Explaining why high-end Interface IP are key for Chiplet adoption
- Design-related challenges to solve.
- Last but not least, investment made by foundry
Finally, we can build a tentative chiplet adoption forecast, based on innovation theory. Just to mention, the industry just moved in the “Early adopters” phase, seeing numerous IP and chiplet vendors serving HPC and AI.
Якщо ви завантажите біла книга, you will enjoy with all the text, and numerous pictures, some of them beeing created exclusively for this work.
By Ерік Естев (к.т.н.) Аналітик, Власник IPnest
Alphawave sponsored the creation of this white paper, but the opinions and analysis are those of the author. Article can be found here:
https://awavesemi.com/resource/will-chiplet-adoption-to-mimic-ip-adoption/
Також читайте:
IP-інтерфейс у 2022 році: зростання на 22% порівняно з минулим роком усе ще залежить від даних
Поділитися цим дописом через:
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://semiwiki.com/chiplet/339927-will-chiplet-adoption-mimic-ip-adoption/
- : має
- :є
- : ні
- $UP
- 1
- 1995
- 200
- 2018
- 2022
- 2023
- 25
- a
- МЕНЮ
- прискорювачі
- Achieve
- пристосовувати
- доданий
- додати
- усиновлювачів
- Прийняття
- просунутий
- AI
- Дані ШІ
- ВСІ
- Дозволити
- дозволяє
- Також
- AMD
- серед
- кількість
- аналіз
- аналітик
- та
- крім
- з'являється
- додаток
- застосування
- архітектура
- ЕСТЬ
- ARM
- стаття
- штучний
- штучний інтелект
- Штучний інтелект (AI)
- AS
- Основниеопераціі
- запитувач
- At
- автор
- ширина смуги
- заснований
- BE
- ставати
- почалася
- буття
- нижче
- Переваги
- Краще
- Великий
- Підвищений
- обидва
- Перерва
- будувати
- але
- by
- cache
- CAN
- потужність
- капітал
- Категорія
- Причини
- звичайно
- проблеми
- зміна
- заміна
- більш дешевий
- перевірка
- чіп
- Чіпси
- Приходити
- порівняний
- взаємодоповнюючі
- складність
- обчислення
- обчислення
- беручи до уваги
- Відповідний
- Коштувати
- витрати
- може
- центральний процесор
- створювати
- створений
- створення
- виготовлений на замовлення
- дані
- десятиліття
- присвячених
- певний
- Щільність
- дизайн
- призначений
- конструкцій
- Визначати
- розробка
- події
- прилади
- різний
- радіомовлення
- розміри
- подвоєний
- скачати
- управляти
- водій
- водіння
- два
- під час
- Раніше
- Рано
- ранні усиновлювачі
- ослаблення
- екосистема
- ефективність
- вбудований
- поява
- активатор
- дозволяє
- кінець
- користуватися
- і т.д.
- постійно збільшується
- Кожен
- еволюція
- приклад
- відмінно
- виключно
- розширення
- Пояснювати
- експрес
- витяг
- факт
- фактор
- фактори
- Падати
- ШВИДКО
- швидше
- Рисунок
- для
- Прогноз
- передбачити
- знайдений
- FPGA
- від
- функціональний
- майбутнє
- Отримувати
- генерується
- отримання
- буде
- Графічні процесори
- графіка
- Group
- Зростання
- Мати
- корисний
- тут
- Висококласний
- вище
- історія
- будинок
- Як
- How To
- к.с.
- HTTPS
- ia
- if
- Impact
- реалізовані
- накладений
- in
- збільшений
- зростаючий
- неймовірний
- промисловість
- інновація
- новатори
- інтегрувати
- інтегрований
- Інтеграція
- інтеграція
- Intel
- Інтелект
- інтерфейс
- в
- інвестиції
- IP
- IT
- JPG
- просто
- зберігання
- ключ
- більше
- останній
- пізніше
- запущений
- закон
- Веде за собою
- вивчення
- найменш
- Led
- менше
- як
- МЕЖА
- довше
- подивитися
- знизити
- машина
- навчання за допомогою машини
- made
- головний
- основний
- Makers
- багато
- ринок
- Маркетинг
- масивний
- згадати
- мінімізувати
- ML
- Монолітний
- більше
- найбільш
- в основному
- рухатися
- переїхав
- множинний
- Необхідність
- потреби
- Нові
- Нові технології
- новіший
- NIH
- немає
- вузли
- зараз
- номер
- численний
- of
- пропонувати
- пропонує
- on
- ONE
- тільки
- Думки
- варіант
- or
- організація
- інші
- власник
- пакет
- упаковка
- Папір
- частина
- продуктивність
- виконанні
- фаза
- Вчений ступінь
- PHP
- збір
- фотографії
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- Play
- грав
- плюс
- точка
- позиціонування
- пошта
- Живлення
- точно
- передбачати
- прогноз
- переважним
- процес
- оброблена
- обробка
- процесор
- Production
- Продукти
- протокол
- провайдери
- питання
- швидше
- швидко
- швидко
- ставка
- ставки
- досягнення
- Читати
- Причини
- переконструювати
- перероблений
- пов'язаний
- доречний
- нагадування
- Вимагається
- REST
- огляд
- рецензування
- Революція
- право
- Роль
- то ж
- побачити
- бачачи
- Здається,
- сегмент
- сегменти
- вибрати
- напівпровідник
- сервери
- виступаючої
- кілька
- показаний
- значний
- істотно
- Кремній
- аналогічний
- один
- Розмір
- менше
- смартфон
- рішення
- ВИРІШИТИ
- деякі
- Скоро
- Простір
- специфікації
- швидкість
- Рекламні
- standard
- стандартів
- заявив,
- палиця
- Як і раніше
- структура
- успіх
- успішний
- система
- Systems
- Мета
- методи
- Технології
- Технологія
- текст
- ніж
- Дякую
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- теорія
- Ці
- це
- ті
- через
- терміни
- до
- інструменти
- топ
- величезний
- tsmc
- два
- тип
- на жаль
- Universal
- оновлення
- us
- використання
- використовуваний
- використання
- різний
- постачальники
- через
- було
- шлях..
- we
- були
- Що
- коли
- в той час як
- білий
- біла книга
- чому
- волі
- з
- Work
- б
- рік
- років
- вихід
- ви
- зефірнет