UCIe 3.0发布,数据传输速率翻倍至64GT/s

UCIe是一个由Intel牵头,联合AMD、ARM、Meta、Microsoft、Qualcomm、Samsung、ASE、TSMC、Google Cloud等十大产业巨头共同参与制定的开放性行业标准。该标准旨在为Chiplet技术提供一个通用的、可互操作的高速互联解决方案,以促进不同厂商生产的Chiplet之间的互连互通。

UCIe 3.0规范旨在提升多芯片系统封装设计的能效与灵活性。

全球开放小芯片互连标准组织UCIe联盟正式推出UCIe 3.0规范,最大实现64 GT/s数据速率,较上一代32 GT/s带宽翻倍。

UCIe是一个由Intel牵头,联合AMD、ARM、Meta、Microsoft、Qualcomm、Samsung、ASE、TSMC、Google Cloud等十大产业巨头共同参与制定的开放性行业标准。该标准旨在为Chiplet技术提供一个通用的、可互操作的高速互联解决方案,以促进不同厂商生产的Chiplet之间的互连互通。

新规范通过运行时重校准、扩展边带传输等技术创新,旨在提升多芯片系统封装设计的能效与灵活性。

性能突破:

  • 支持48 GT/s与64 GT/s数据传输速率
  • 通过映射协议实现连续传输(Raw Mode),确保SoC与DSP小芯片间无中断数据流

能效优化:

  • 运行时重校准技术:复用初始化状态实现操作中链路调节,降低动态功耗
  • 快速节流与紧急关断机制:通过漏极开路接口(open-drain I/O)发送系统级即时通知

系统管理增强:

  • 边带信道延伸至100毫米,支持更灵活SiP拓扑
  • 优先级边带数据包:为时间敏感型系统事件提供确定性低延迟信令
  • 预载固件标准化:通过管理传输协议(MTP)加速初始化流程

兼容性保障:

  • 完全后向兼容所有旧版UCIe规范
  • 可选管理功能模块化设计,避免芯片资源浪费

UCIe 2.0规范

2024年8月,UCIe联盟宣布发布2.0规范。UCIe 2.0规范增加了对标准化系统架构的支持,以实现可管理性,并全面解决了跨多个chiplets的SIP生命周期(从分类到现场管理)的可测试性、可管理性和调试(DFx)设计挑战。可选的可管理性功能和UCIe DFx Architecture(UDA)的引入,包括每个芯片内的管理结构,用于测试、遥测和调试功能,允许通过灵活统一的SIP管理和DFx操作方法实现与供应商无关的芯片互操作性。

此外,2.0规范支持3D封装,与2D和2.5D架构相比,可提供更高的带宽密度和更高的功率效率。UCIe-3D针对混合键合进行了优化,凸块间距可适用于大至10-25微米、小至1微米或更小的凸块间距,从而提供灵活性和可扩展性。

另一个功能是针对互操作性和合规性测试优化的封装设计。合规性测试的目标是根据已知良好的参考UCIe实现来Device Under Test(DUT)的主频带支持功能。UCIe 2.0为物理、适配器和协议合规性测试建立了初始框架。

UCIe 2.0规范的亮点:

  • 全面支持具有多个chiplets的任何系统级封装(SiP)结构的可管理性、调试和测试。
  • 支持3D封装,显著提升带宽密度和功率效率。
  • 改进的系统级解决方案,其可管理性被定义为chiplet堆栈的一部分。
  • 针对互操作性和合规性测试优化的封装设计。
  • 完全向后兼容UCIe 1.1和UCIe 1.0。

UCIe联盟总裁兼三星电子公司副总裁Cheolmin Park表示:“UCIe联盟支持多种芯片,以满足快速变化的半导体行业的需求。UCIe 2.0规范在之前的版本基础上开发了全面的解决方案堆栈,并鼓励芯片解决方案之间的互操作性。这又是联盟致力于蓬勃发展的开放芯片生态系统的又一例证。”

UCIe 1.0及1.1规范

UCIe 1.0是一个“起点”标准,定义了芯片到芯片之间的I/O物理层、协议和软件堆栈等关键方面。UCIe 1.0利用了PCIe和CXL两种高速互连标准,为Chiplet之间的互连提供了标准化的解决方案。UCIe 1.0协议主要适用于标准封装(2D)和先进封装(2.5D),而不支持3D封装。

UCIe 1.1是UCIe 1.0的升级版,它在保持与UCIe 1.0向后兼容的同时,引入了一系列有价值的改进和增强功能。这些改进主要包括:

  • 扩展可靠性机制:UCIe 1.1将可靠性机制扩展到更多协议,并支持更广泛的使用模型。
  • 针对汽车应用的增强功能:鉴于汽车行业对采用UCIe技术的小芯片的巨大市场需求,UCIe 1.1中包括了针对汽车应用的其他增强功能,如故障分析和运行状况监控,并支持低成本封装实现。
  • 新用途和成本优化:UCIe 1.1规范还探索了具有完整UCIe协议栈的流媒体协议的新用途,包括同时支持多协议和端到端链路层功能。此外,通过新的凸点图优化,高级封装的成本得到了有效降低。
  • 增强合规性测试:UCIe 1.1规范详细说明了体系结构规范属性,以定义将在测试计划和遵从性测试中使用的系统设置和寄存器,从而确保了设备互操作性。
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责编:左翊琦
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