关于chiplet的中文翻译,这事儿吧,挺有意思的,到现在也没个官方金科玉律般的定论。你要是问我,非得给个答案,那我倾向于芯粒。但你要是去搜,会发现小芯片、芯块,甚至直接沿用旧词晶粒的,都大有人在。
为什么这几个词搅和在一起?因为每个词都抓住了chiplet的一部分精髓,但又都没能把它完完整整地兜住。
先说流传最广的小芯片。这个翻译,不能说错,但就是……太直白了,直白得有点乏味,甚至有点掉价。它准确描述了chiplet物理形态上的“小”,可完全没体现出它在技术和产业格局里掀起的滔天巨浪。感觉就像把“航空母舰”翻译成“大船”一样,意思到了,但气势、内涵、那种划时代的颠覆感,全没了。你品品,是不是这个味儿?
再说晶粒(die)。这个词在半导体领域早就有了,指的就是从晶圆(wafer)上切割下来的那一个个独立的、未封装的裸片。用它来翻译chiplet,问题就大了,会造成巨大的概念混淆。传统的SoC(System on a Chip,系统级芯片)本身就是一个大晶粒,而chiplet恰恰是为了取代这种“大一统”的单晶粒设计而生的。可以说,chiplet本身就是一个个功能更专一的晶粒,但它的核心价值在于“组合”和“互联”,而不仅仅是“存在”。所以,用晶粒来指代chiplet,属于是新瓶装旧酒,不,是新酒倒进了旧酒瓶,味道全串了。
至于芯块,听起来就有点硬,有点笨重。“块”这个字,总让人联想到砖块、木块,缺乏“芯”那种高科技的灵动和精密感。虽然也表达了模块化的意思,但就是不那么信、达、雅。
最后,回到我个人最站的芯粒。为啥?
“芯”,点明了它的本质——这是芯片的核心构成部分,是半导体技术的结晶。这个字自带一种“硬核”科技感。
“粒”,这个字就绝了。它既传达了“小”的物理尺寸,又蕴含着“颗粒感”、“精细”、“基础单元”的意味。你想想,沙粒、米粒,都是构成更大整体的基础。芯粒这个词,一下子就把那种“聚沙成塔”、用基础模块灵活构建复杂系统的画面感给勾勒出来了。它不仅仅是“小”,更是“基础”和“灵活”的代名词。所以,芯粒这个翻译,在我看来,是神形兼备,最有灵性的一个。
好了,翻译的问题聊完了,但如果你觉得chiplet这事儿就只是个翻译之争,那可就太小看它了。这个词背后,是整个半导体行业为了绕开那堵名为“摩尔定律”的叹息之墙,而进行的一场波澜壮阔的自我革命。
摩尔定律,这个在半导体行业响当当的名字,如今听起来,多少带了点英雄迟暮的悲凉。撞墙了。物理极限的墙。想在指甲盖大小的硅片上再塞进一倍的晶体管?难,难于上青天。成本呢?指数级爆炸。更要命的是良率。
想象一下,你要烤一张巨大无比的披萨(这就是传统的单片SoC),要求上面每一个角落都完美无瑕。结果呢,就因为一小块地方烤糊了,或者一粒芝士掉错了位置,对不起,整张巨型披萨都得扔掉。这损失,谁受得了?芯片制造也是一个道理。当芯片的面积做得越来越大,集成的功能越来越复杂,只要里面任何一个微小的单元出了制造缺陷,整个昂贵的芯片(die)就得报废。这种“一荣俱荣,一损俱损”的模式,在先进工艺节点下,简直就是一场噩梦。
这时候,chiplet,或者说芯粒,闪亮登场了。
它的思想,简直就是天才般的化繁为简,或者说,是一种“分而治之”的东方智慧。
既然做一张完美的巨型披萨那么难,那我为什么不先烤好一堆口味不同、大小统一的迷你披萨片(这就是芯粒),比如专门的“香肠片”、“蘑菇片”、“芝士片”,然后根据客人的需要,用一个大盘子(基板)把这些小披萨片拼起来?
这样做的好处,简直不要太多!
第一,良率,救了良率的命啊!小尺寸的芯粒制造起来,良率天然就高得多。即便有一两片“烤糊了”,我扔掉的就是这一小片,其他好的还能用。成本瞬间就下来了。
第二,灵活性,前所未有的灵活性。我可以像玩乐高积木一样来设计芯片。需要高性能CPU?好,我拿几块最先进的5nm工艺制造的CPU芯粒。需要处理I/O?这部分对性能和功耗没那么敏感,用成熟又便宜的22nm工艺做的I/O芯粒就行。需要强大的GPU?来一块专门的GPU芯粒。把这些不同工艺、不同功能、甚至可能来自不同供应商的芯粒,通过先进的封装技术“粘”在一起,一个强大的、定制化的“超级芯片”就诞生了。
这就是所谓的异构集成 (Heterogeneous Integration),是chiplet模式的灵魂。它彻底打破了过去所有功能单元必须捆绑在同一工艺节点、同一块硅片上的枷锁。
AMD就是把这套玩法玩得最溜的。它的锐龙(Ryzen)处理器,就是用CPU芯粒(CCD)和I/O芯粒(IOD)拼起来的。CPU部分用的是最先进的7nm甚至5nm工艺,追求极致性能;而负责内存控制器、PCIe通道的I/O部分,则用了更成熟、成本更低的12nm或14nm工艺。这一招“田忌赛马”,直接让AMD在CPU市场打了一场漂亮的翻身仗,把曾经的巨人Intel搞得灰头土脸。
当然,Intel后来也醒悟了,搞出了自己的Foveros、EMIB这些先进封装技术,也是在chiplet这条路上狂奔。苹果的M1 Ultra/M2 Ultra芯片,那石破天惊的性能,靠的也是一种名为UltraFusion的“胶水”技术,把两颗M1 Max/M2 Max芯粒完美地粘在了一起,实现了性能和带宽的翻倍。
所以你看,chiplet已经不是一个“会不会来”的问题,而是“已经来了,并且正在吞噬一切”的现实。
但要实现这一切,光有“分”的想法还不够,还得解决“合”的问题。这些来自五湖四海的芯粒,语言不通怎么办?总得有个“普通话”吧?于是,UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)应运而生。
UCIe,你可以把它理解为芯粒世界的“USB”或者“PCIe”标准。它定义了一套开放的、标准的互联规范,让不同厂家设计的芯粒,只要遵循这个标准,就能高速、高效地“对话”。这是一个里程碑式的事件。它的出现,意味着一个开放的、模块化的芯片设计生态正在形成。未来,芯片设计公司可能不再需要从头到尾设计一整个SoC,而是可以像在电子元器件市场上采购一样,去“芯粒超市”里挑选:A家的CPU芯粒,B家的GPU芯粒,C家的AI加速芯粒……然后自己设计一块独特的“私房”芯粒,最后把它们攒在一起,快速推出极具竞争力的产品。
这简直就是半导体行业的“敏捷开发”和“开源运动”。它大大降低了高端芯片的设计门槛,激发了创新,也必将重塑整个产业链的格局。
现在,你再回头看“chiplet”这个词。把它简单地翻译成小芯片,是不是觉得亏待它了?它哪里只是“小”,它分明是一种全新的设计哲学,一种产业协同的模式,是后摩尔时代延续计算性能增长的火种。
所以,我还是坚持,芯粒是那个最能承载起这一切厚重意义的中文词汇。它让我们看到的,不只是一块块硅片,而是一个个孕育着无限可能、可以自由组合、即将构建起未来数字世界的“基本粒子”。这场由芯粒掀起的革命,才刚刚拉开序幕。
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