Arm 發表小晶片系統架構首個公開規範,加速晶片技術演進

January 21, 2025

Arm 控股有限公司(納斯達克股票交易代碼:ARM,以下簡稱 Arm)宣佈其小晶片系統架構 (Chiplet System Architecture, CSA) 正式推出首個公開規範,進一步推動小晶片技術的標準化,並減少產業的碎片化。目前,已有超過 60 家產業領先企業,如 ADTechnology、Alphawave Semi、AMI、益華電腦、雲豹智慧、Kalray、Rebellions、西門子和新思科技等,積極參與了 CSA 的相關工作,以協助不同領域的晶片策略制定並遵循統一的標準。

Arm 基礎設施事業部副總裁 Eddie Ramirez 表示:「人工智慧 (AI)具備引領新一波工業革命的巨大潛力,其市場滲透的深度與廣度均達到前所未有的水準。為實現此一宏大的目標,我們必須能夠應對不同市場中廣泛且多樣化的 AI 工作負載。這伴隨而來的是對運算的廣泛要求,也代表我們需要提供多種運算解決方案,且每種方案都要針對特定市場的需求進行優化。隨著產業對客製化晶片需求的不斷攀升,加上晶片生產的成本與複雜性日益增加,小晶片 (chiplet) 正逐漸成為業界廣泛採用的解決方案。」


透過標準化和生態系協作推進小晶片生態系發展

與傳統單片晶片相比,透過重複使用專用的小晶片來開發多種客製化系統級晶片 (Systems-on-Chip, SoCs),能夠展現更高效能、更低功耗的系統設計,整體設計成本更低。然而,若缺乏產業統一的標準和框架,不同晶片組之間的差異可能會引發相容性問題,進而阻礙創新的步伐。為解決這一碎片化問題,Arm 於去年推出了CSA。CSA 提供了一套與生態系共同開發的系統切分和小晶片互聯的標準,使產業在建構小晶片的基礎選擇上達成一致。透過 CSA,新的小晶片設計能夠在符合標準的系統中無縫的被採用和被重複使用,這不僅加速了基於小晶片的系統創新,還有效降低了碎片化的風險。

CSA 首個公開規範進一步加速晶片技術的演進

這些創新科技公司對 CSA 的廣泛參與,構成了基於 Arm 技術的小晶片生態系的基礎。該生態系致力於革新系統設計,使 SoC 更具靈活性、可存取性和成本效益,同時能顯著降低碎片化風險。隨著公開規範的發表,設計人員們能夠針對如何定義和連接小晶片以建構可組合的 SoC 形成一致的了解,這些 SoC 憑藉著高度的靈活性,能夠滿足 AI 工作負載的多樣性需求,並確保最終晶片產品能精確地符合特定市場的需求。

參與 CSA 的多家合作夥伴也在 Arm 全面設計 (Arm Total Design) 生態系中積極建構解決方案。Arm 全面設計是一個致力於無縫地提供由 Arm® Neoverse™ 運算子系統 (CSS) 驅動的客製化晶片的生態系。到目前為止,Arm 全面設計已在部署基於小晶片的 CSS 解決方案方面獲得顯著的成績,這些解決方案能夠支援針對特定市場的策略運用,包括:

  • 為多樣化市場客製 AI 工作負載:Alphawave Semi 的客戶對於使用於 AI 工作負載的高效能晶片有著迫切需求,涵蓋網路、邊緣運算、儲存和安全等領域。為了回應這些需求,Alphawave Semi 將基於 Arm Neoverse CSS 的小晶片與專有的 I/O 晶片 (die) 相結合,利用 AMBA®CHI C2C 技術,將針對不同市場需求客製的加速器互相連接。這些針對特定市場的客製化晶片產品是基於一個標準化基礎,能夠有效分攤運算晶片(die)的成本,同時保持建構多種系統的靈活性。
  • 革新大規模 AI 訓練和推論工作負載:ADTechnology、三星晶圓代工廠、Rebellions 和 Arm 聯合打造了 AI CPU 小晶片平台,用於資料中心大規模 AI 工作負載的訓練和推論,預計可為生成式 AI 工作負載(Llama3.1 405B 參數 LLMs)帶來 2至3 倍的效率優勢。該多供應商小晶片平台整合了 Rebellions 的 REBEL AI 加速器、使用 AMBA CHI C2C 互連技術的一致性 NPU 及ADTechnology 基於 Neoverse CSS V3 的運算小晶片,並採用三星晶圓代工廠的 2 奈米環繞式閘極 (GAA)製程工藝進行製造,這項成果則是受惠於 CSA 標準化工作至今的進展。

小晶片為不斷成長的 AI 工作負載所需的客製晶片發揮關鍵作用

CSA 在基礎設施、汽車及消費性電子等多個市場領域,為 AI 技術驅動的多樣化工作負載提供了有效的解決方案,並樹立了多個成功案例。憑藉 Arm 運算平台的卓越靈活性、AMBA CHI C2C 等標準所實現的無縫通訊技術,以及 CSA 所引領的整合創新趨勢,基於 Arm 技術的小晶片生態系能夠巧妙因應各市場中不斷成長的 AI 需求。

隨著 CSA 生態系的持續壯大,以及產業在標準化與協作方面的不斷深化,Arm 將攜手合作夥伴大幅地減少碎片化現象,並加速客製化晶片解決方案的開發與部署。

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關於 Arm

Arm 是業界效能最高且最節能的運算平台,其無可比擬的應用範疇觸及全球所有連網使用者。為因應全球對運算永無止境的需求,Arm 提供先進的解決方案,使全球領先的科技公司得以釋放前所未有的 AI 體驗與功能。透過與全球最大的運算生態系及 2,000 萬名軟體開發人員的共同努力,我們正在 Arm 平台上建構 AI 的未來。


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