从硅到软件

多模系统入门

什么是多模系统芯片
作者:Shekhar Kapoor, Synopsys的高级产品线总监

如今,强大的硅芯片被要求做的事情越来越多。这并不奇怪,因为我们的电子设备正被赋予更大的智能和连接性。对于许多要求苛刻的应用程序,如人工智能、超大规模数据中心和自动驾驶汽车,单片soc已经不够了。这推动了对多模具系统的需求,在这种系统中,多个模具或芯片被集成到单个封装中。

当然,多模系统是庞大而复杂的,但它们也为摩尔定律的减缓提供了答案,解决了系统复杂性的挑战。考虑到它们之间的相互依赖性,这些系统必须从概念到生产进行整体开发,以实现最佳功率、性能和面积(PPA)。虽然达到tapout的步骤与单片的步骤相似,但必须从全面的系统角度来处理该过程。

你如何确保你的多模系统将按预期执行?而且效率高吗?从设计探索到现场监控,从系统的角度来看,您应该考虑介于两者之间的哪些关键步骤?

适用于单片soc的技术可能并不适用于多芯片系统架构。幸运的是,支持多模具系统的生态系统正在迅速成熟,为设计团队提供了实现这些系统带来的优势的工具:

  • 加速系统功能的成本效益扩展
  • 减少风险和上市时间
  • 降低系统功率,提高吞吐量
  • 快速创建新产品变种

持续半导体创新之路

有几种流行的方法来实现多模系统架构。一种是分解,一个大的模具被分割成更小的模具,与整体模具相比,提高系统产量和成本。这种方法可以应用于异质和同质设计。另一种常见的方法是组装不同工艺技术的模具,以优化系统功能和性能。这样的系统可以包含用于数字计算、模拟计算、内存和光计算的芯片,每个芯片都位于其目标功能的理想工艺节点上。从长远来看,与大型单片SoC相比,制造由多个较小的模具组成的设计将在产量方面产生更好的结果。

先进封装技术的出现,如硅中间层、再分配层(RDL)中间层和混合键合,为多模系统铺平了道路。行业标准HBM3用于高密度内存和UCIe对于安全的模对模连接也是确保质量、一致性和互操作性的关键因素。

另一个难题在于设计和验证流程。在2D设计世界中,团队通常致力于自己的部分设计,然后将结果交给下一个团队。对于多模系统,团队应该共同应对挑战,分析功耗、信号完整性、邻近效应和彼此的散热等参数。

EDA公司在开发工具流程时也需要广泛考虑。可扩展、内聚、可靠和全面的多模系统解决方案可以提高生产力,同时使团队能够满足其上市时间和PPA目标。要了解更多的步骤,包括架构探索,系统实现,芯片到芯片连接,软件开发和软件/硬件验证,验证,签名,硅生命周期管理和测试,可以从多芯片系统的角度来解决,请阅读我的新论文,多模系统如何改变电子设计:集成异构模具的综合方法

如果你准备开始开发你的多模系统,看看Synopsys多模系统解决方案.随着规模和系统复杂性的上升,多模系统架构为我们智能万物世界所需的持续创新提供了一条途径。

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