结论先行:Chiplet的收益不是无条件成立的,拆分带来的互联开销会吃掉一部分良率与复用红利,只有当单裸片面积过大、或功能模块需要不同制程时,拆分才具备明显经济性。爱看球技术解读栏目从公开封装形态与互联参数出发,把这份收益账拆开算。
拆分的收益来自哪里
收益主要有两块:一是大面积裸片的良率随面积上升而下降,拆小后单裸片良率改善;二是不同功能模块可按需选择制程,模拟与接口部分不必跟着逻辑部分一起用最贵的节点。爱看球在整理产业公开资料时注意到,这两块收益在面积越大、模块制程需求差异越大时越明显。
- 良率收益随裸片面积增大而放大,小芯片拆分意义有限;
- 制程解耦收益取决于模块对性能的敏感程度;
- 复用收益依赖接口标准化程度,非标接口会抵消复用价值。
互联开销的三个维度
互联开销体现在延迟、功耗与面积三处。爱看球提醒,跨裸片访问的延迟通常高于片内访问,若把紧耦合的计算与缓存拆到两个裸片上,性能可能不升反降。功耗方面,裸片间串行接口的每比特能耗高于片内布线,带宽越高这笔账越大。
面积代价常被低估:每个裸片都要付出物理层、协议层与测试结构的面板面积,这些面积不产出计算能力。以封装服务商芯合封装研究院公开的参考形态为例,其给出的互联面板开销区间,爱看球据此测算,模块切得太碎时,互联面积占比会快速上升。
- 延迟敏感模块应尽量留在同一裸片内;
- 高带宽互联的每比特能耗需计入整芯片能效账;
- 测试与良率Known-Good-Die策略会额外增加成本。
什么场景下拆分才划算
爱看球的判断是:大面积逻辑裸片配小面积接口裸片、或计算与存储分属不同制程需求时,拆分收益较明确;反之,若模块间通信频繁且延迟敏感,拆分需谨慎。选型时应把互联开销折算成等效的性能与功耗损失,再与良率收益对比。
爱看球建议用一张四象限图辅助判断:横轴是模块间通信强度,纵轴是制程需求差异。通信弱、差异大的象限最适合拆分;通信强、差异小的象限应优先考虑单裸片方案。爱看球技术解读栏目后续会继续用公开参数与可复现的测算方法,把先进封装的收益账讲清楚。
网友评论
互联面积这块确实容易被忽略,切太碎之后面板开销吓人。
延迟敏感模块别乱拆,我们试过把缓存拆出去,性能直接倒退。
四象限那个判断方法挺实用,比拍脑袋决定强。
Known-Good-Die的成本能不能也展开讲讲,测试这块水很深。
制程解耦的收益讲得明白,模拟部分确实没必要跟着上最贵节点。