如何提高芯片之间的通讯速度?

想要提高芯片之间的通讯速度 , 应该怎么做呢?传统的思路是优化芯片之间的通信接口 。
如何提高芯片之间的通讯速度?
文章图片

文章图片
EDA365电子论坛
【如何提高芯片之间的通讯速度?】1
谷歌发布了Cloud TPU测试版 , 以及Google Kubernetes Engine的GPU 。比如谷歌云服务中心使用的AI芯片TPU , 就专门在每块芯片上都专门设计了4个用来做芯片之间通信的接口 ,
但是这种思路有一个天花板 , 就是如今的接口技术 , 芯片之间的通信技术 , 达到每秒钟几百甚至上千GB , 就已经接近极限了 , 再要提升 , 技术上可能会非常困难 , 这里要额外提一句 , 每秒钟几百GB的速度 , 听起来还是挺快的 , 但对于云计算中心而言 , 依然会成为制约整个系统运算性能的关键因素 , 那还有什么别的办法可以继续提高数据传输速度呢?
如何提高芯片之间的通讯速度?
文章图片

文章图片
这里就要说到Cerebras这家公司的“巨无霸”芯片了 , 它的思路就是把很多块小芯片合在一起 , 做成一块大芯片 , 这样原来需要很多芯片之间相互通信的任务 , 就可以在芯片内部进行数据传输了 。
要知道 , 芯片在自己内部传输数据的速度 , 是远远高于芯片之间通信的速度的 , 这就如同 , 我们左脑跟右脑互相沟通的速度 , 肯定比我们跟别人沟通说话的速度要快 。
EDA365电子论坛
2
事实上 , 按照这家公司披露的数据 , 这块芯片内部通信网络的速度 , 可以达到1000PB每秒 , 是目前最快的芯片之间的通信接口速度的10万倍 。如果未来超级计算机 , 都使用这种“巨无霸”芯片 , 那就能够很好的解决芯片间通信速度 。
如何提高芯片之间的通讯速度?
文章图片

文章图片
这个制约运算速度的瓶颈对整体性能的制约影响 , 那既然把计算芯片做大有那么多的好处 , 为什么以前就没人做呢 , 事实上 , 不是没人做 , 而是这件事太难了 , 还没有人能做到 , 为什么这么说呢?
问题的关键就在“可靠性”三个字上 , 众所周知 , 所有的芯片都是在一块圆形的硅片上 , 经过非常精细的半导体工艺加工而成的 , 在加工的过程中 , 难免会有一些加工缺陷和误差 , 导致硅片上局部失效 。
在过去 , 一片硅片上通常会切割出几百块小芯片 , 而这些局部工艺的误差 , 顶多也就是影响其中一部分芯片 , 我们只需要把剩下的部分完好无损的挑出来 , 就可以到市场上销售了 。
如何提高芯片之间的通讯速度?
文章图片

文章图片
看到这里你可能已经明白了 , 既然加工过程中 , 难免会出现一些工艺缺陷 , 那一块芯片的面积越大 , 上面出现缺陷的概率就越大 。
EDA365电子论坛
3
所以想要成功的把它制造出来的难度也就越高 , 像这次发布的“巨无霸”芯片 , 面积是过去芯片的50多倍 , 对于工艺可靠性的要求理论上也就提高了50多个量级 , 这么高的可靠性要求 , 在过去是很难做到的 , 这也就是 , 在过去很少有这种超大型芯片的原因 。
看到这里 , 大家就会知道提高芯片之间通讯速度的一些可行性方法 , 通过对芯片的结构进行可靠性优化 , 比如 , 在芯片内部设计一些冗余和备份的结构 , 让硅片上即使出现一些加工缺陷 , 也不会影响芯片整体的正常使用 。这就体现了“可靠性”的重要性 。