UCIe 4.0标准，发布！

公众号记得加星标??，第一时间看推送不会错过。

对于那些开发基于“芯粒”（chiplet）架构、面向高性能计算（HPC）和人工智能（AI）应用的计算机系统的公司而言，今天发布的全新“通用芯粒互连标准”（Universal Chiplet Interconnect Express，简称 UCIe）4.0 规范将带来多项重大改进。其中包括一项全新的内存扩展协议，能够为高负载的 HPC 和 AI 应用提供更高的内存带宽；此外，该规范在能效方面也实现了高达 80% 的提升，并包含多项其他增强功能。

UCIe 是一项针对采用“芯粒”技术的计算机系统所制定的互连标准。芯粒本质上是模块化的集成电路，负责执行特定的功能，例如数据处理或 I/O 管理。作为一种经济高效的替代方案，芯粒正逐渐取代传统的“片上系统”（SoC）——传统的 SoC 将计算所需的各类电路集成在同一块物理芯片（die）上。

随着人工智能浪潮的兴起，内存已成为制约性能的瓶颈。UCIe 联盟通过今天发布的 UCIe 4.0 规范中引入的全新“UCIe.mem”协议，旨在解决这一问题。该内存协议提供了一种机制，使得计算芯粒能够通过统一的 UCI 互连架构，与内存控制器建立连接。

根据英特尔资深杰出工程师兼 UCIe 联盟主席 Debendra Das Sharma 撰写的一份白皮书，这种架构实现了内存子系统的“解耦”（disaggregation），同时在计算资源与内存资源（包括 HBM、LPDDR 或未来其他内存技术）之间保持了标准化的接口。

Sharma 在白皮书中写道：“通过将内存控制功能从计算设备中分离出来，并采用标准化的芯片间（die-to-die）互连技术，UCIe.mem 提供了一种可扩展的架构，能够为基于异构芯粒（chiplet）的系统提升内存带宽与容量。”

Sharma 表示，全新的 UCIe.mem 协议在芯片边缘每毫米长度上可提供 2.5 TBps 的内存带宽，效率约为 94%。这种解耦方式使得内存能够独立于计算芯粒进行扩展，同时在两者之间保持高速且标准化的连接。

“我们受到芯片边缘长度（shoreline）的限制，而该边缘所能提供的带宽不足。为了解决这一问题，我们采用了UCIe标准化架构来实现内存互连，”Sharma在接受HPCwire采访时表示，“对于平面互连，我们实现了前所未有的带宽密度——无论是基于面积的带宽密度，还是基于芯片边缘长度的带宽密度。我们通过将内存协议映射到该架构上，从而获得了更高的数据密度。”

UCIe联盟也致力于全面提升互连的带宽密度和能效。Sharma指出，UCIe 4.0将总带宽密度提升了约20%，并将面积带宽密度提升了约10%。这些数据基于48 GT/s和64 GT/s的数据速率，且针对UCIe-S（2D）和UCIe-A（2.5D）采用了统一的1143微米芯片边缘长度。

归根结底，数据传输需要消耗能量，而能量消耗意味着成本。因此，为了降低数据传输成本，UCIe联盟致力于在芯粒（chiplet）互连标准中实现更高的能效。

据Sharma介绍，在满足特定条件下，UCIe 4.0能够将UCIe-S和UCIe-A连接的链路功耗降低30%至80%。该联盟通过多种技术手段实现了这一节能效果，包括QDR（四倍数据速率）信号传输、直接采样、自适应电压与端接、低摆幅（low swing）信号传输，以及增强型时序跟踪技术。

Sharma 表示，要实现这些节能效果，用户所使用的硬件在“年代”和功耗特性上必须相近。他说：“不可能出现这种情况——比如一个芯片采用的是 2 纳米工艺，而另一个芯片却是 10 年前的技术。因此，如果能基于电压水平、公共电压轨等因素做出预设——尤其是当芯片间距小于 5 毫米时——就能获得显著的功耗优化。”

UCIe 4.0 还通过引入“芯粒状态可信报告”（Trusted Reporting of Chiplet State，简称 TRoCs）功能，增强了安全性。这是一个标准化的框架，允许芯粒制造商共享有关其所生产组件（如处理器、内存或 I/O）的安全性及信任级别的信息。

Sharma 解释道：“该功能实现了芯粒身份报告的标准化。例如，它可以确认：你究竟是哪个芯粒？你是否确实是你所声称的那个芯粒？这里引入了一个概念，即‘信任根’（Root of Trust，简称 RoT）。你可以把它看作是整个封装系统的‘安全总管’。”

Sharma 指出，信任根（RoT）负责查询其他芯粒，以确定它们当前所处的状态。例如，如果某个芯粒处于测试和调试模式，其安全级别可能会低于处于生产模式时的安全级别。

（来源：编译自hpcwired）

*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。

END

今天是《半导体行业观察》为您分享的第4589期内容，欢迎关注。

推荐阅读

★对话华为徐直军：绝境下逼出来的“何式定律”

★英伟达最强对手，来了

★光刻机巨头，轰然“倒塌”

★狂飙的AI ASIC赛道，国内跑出一个平台玩家