美滿電子科技(Marvell Technology)技術副總裁Mark Kuemerle告訴《EE Times》，Marvell新推出的高速芯片互連技術采用臺積電(TSMC)最新3納米(3nm)工藝，應用于小芯片架構時，能夠有效降低數據中心的能源消耗。

Marvell的芯片對芯片(die-to-die)互連技術可將數據傳輸速率提升到每秒240Tbps，比目前多芯片封裝產品中使用的最先進互連技術更快45%。

這項技術將作為Marvell未來芯片設計與知識產權(IP)開發(fā)的穩(wěn)固基礎，透過更有效率的芯片互連，為數據中心與未來的自駕車應用提供寬帶更高、效能更高，并且能源效率更佳的芯片產品。

Kuemerle表示：“多芯片系統(tǒng)并不一定要使用昂貴的硅中介層連接芯片。我們非常關注汽車市場對于多芯片系統(tǒng)的需求，因為我們很快就會在汽車市場看到和數據中心一樣的趨勢— —人們開始重視能源效率和成本的優(yōu)化。汽車芯片的應用很快會走向多芯片整合系統(tǒng)。”

Marvell開發(fā)的技術等于是對臺積電今年開始量產的3nm節(jié)點投下了信任的一票。據半導體產業(yè)分析公司Arete Research的數據，Marvell是臺積電的前十大客戶之一。

采用3nm節(jié)點的幾項業(yè)界領先的技術包括112G XSR SerDes、長距離SerDes、PCIe Gen 6/CXL 3.0 SerDes以及240Tbps平行芯片到芯片互連。當初，Marvell也領先業(yè)界，率先以臺積電5nm工藝為基礎提供112G SerDes以及數據基礎架構產品。

Marvell估計數據中心會是最早從這些新IP技術中受益的領域。

藍色眼圖表示為PCIe Gen 6/CXL 3.0優(yōu)化的3nm SerDes傳輸高性能信號，而橘色眼圖則表示為112G XSR優(yōu)化的低延遲3nm SerDes傳輸信號。眼開的垂直高度、大小和相對對稱性表示減輕了噪聲與誤碼率。(來源：Marvell)

650 Group分析師Alan Weckel表示：“服務供應商的云端資源使用量正以每年50%的速度成長，AI應用的成長率更高達100%。Marvell生產的3nm SerDes與互連技術，將能夠幫助云端服務供應商滿足不斷成長的速度與流量需求?！鄙鲜黾夹g可以支持標準或低成本的重分布層(RDL)封裝方式，也可以支持基于硅的高密度互連。Marvell估計新的互連技術最多可以降低數據中心的能源消耗達20%。

Kuemerle表示，如果Marvell能成功將這些組件整合于同一封裝中，那么能源效率的成長甚至可以高達10倍。而這僅僅是因為這些組件距離更近了，使其間的數據通信更有效率?；ミB結構的功耗通常約占整體裝置的三分之一。如果能將互連結構的功耗降低10倍，那一個100W芯片其中的30W就可以降低為僅僅3W。

根據《Nature》期刊中的一篇文章指出，訓練一個大型AI語言模型所制造的碳足跡約為300公噸的二氧化碳(CO 2 )。這相當于一輛客機在紐約和北京之間來回125次的量。

Kuemerle表示，新的互連技術可望減少數據中心的碳足跡。

當系統(tǒng)中的組件彼此緊鄰，就沒有必要在系統(tǒng)上再使用驅動器和中繼器。“藉由減少芯片間的通信接口，可以改善約20%的能源效率。但整體系統(tǒng)的建構方式都要重新思考。雖然我們改善了功耗，但也連帶增加了散熱的困難。Marvell內部正積極地尋找更創(chuàng)新的散熱解決方案?！?/p>

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汽車芯片

Kuemerle認為他們看到了新芯片技術在汽車產業(yè)中的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“當今汽車產業(yè)的品質標準會告訴你‘不要碰多芯片系統(tǒng)’，你甚至不能在封裝上堆疊導孔。但我們也看到產業(yè)導入越來越多系統(tǒng)級的安全措施。這些在設計上具有足夠安全性的汽車應用，將有辦法妥善地運用多芯片的環(huán)境?！?/p>

Kuemerle進一步補充，結合了機器學習的ASIC以及先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)在汽車產業(yè)中充滿了發(fā)展機會。此外，在PCIe接口的應用上目前也有一些新發(fā)展。

在汽車產業(yè)持續(xù)面臨芯片短缺的同時，半導體公司也越來越重視汽車產業(yè)的需求。

Marvell表示，由臺積電開發(fā)的3nm技術，最終也可能由其他晶圓廠代工。

Kuemerle說道：“在整個產業(yè)合力之下，新的互連技術標準化最終會讓客戶擁有更多選擇，不論是選擇代工廠或是現成的組件。這是我們所有人對這項技術的愿景。最終你將可以從廠商A、廠商B、廠商C各取需要的芯片組件，整合在一起，最后變成你的產品?！?/p>

編輯：黃飛