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電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）今年的臺積電論壇上，半導(dǎo)體老將Jim Keller登臺并發(fā)表了主題為《2023年需要解決的設(shè)計(jì)問題》的演講。而去年年底的三星Foudry大會(huì)上，Jim Keller也曾登臺發(fā)表過演講，看起來作為初創(chuàng)AI 芯片公司 Tenstorrent的總裁兼CTO，Jim Keller似乎也有了更多的時(shí)間走到臺前，以自己在蘋果、AMD、英特爾和特斯拉的工作經(jīng)驗(yàn)，分享自己的一些看法。

摩爾定律

“摩爾定律是否已死？”這個(gè)問題縈繞在不少人的心頭，哪怕是業(yè)界巨頭也對此持不同的看法，Jim Keller稱自己的不少朋友都認(rèn)為摩爾定律已達(dá)終結(jié)之日，比如英偉達(dá)CEO黃仁勛以及MosaicML的CEO Naveen Rao。

黃仁勛的觀點(diǎn)大家想必也都已經(jīng)有所耳聞了，他認(rèn)為晶體管密度的增長速度已經(jīng)放緩了，不再是過去那樣每18個(gè)月翻倍了，所以像英偉達(dá)和蘋果之類的廠商都開始堆芯片面積。而Naveen Rao認(rèn)為摩爾定律已死則是從成本上來考慮的，他認(rèn)為工藝節(jié)點(diǎn)推進(jìn)的同時(shí)成本也在隨之上升，而且晶圓成本上升的比例遠(yuǎn)超過邏輯密度的提升，單元面積內(nèi)的性能確實(shí)是在提升，但單元成本內(nèi)的性能并沒有提升。

Jim Keller本人是不同意摩爾定律已死這一觀點(diǎn)的，他認(rèn)為目前技術(shù)上確實(shí)有一些高難度的限制，但其中有的是實(shí)現(xiàn)方式和習(xí)慣造成的問題。他舉例稱人腦是目前最低功耗和最高計(jì)算密度的物體，既然已經(jīng)有這樣的證明存在了，自然是可實(shí)現(xiàn)的，而不是無法解決的問題。

IP與Chiplet

在去年的演講中，Jim Keller就將IP的選擇比喻成在家得寶購物，就像購買家居建材一樣，這是一個(gè)已知可行的方法，我們也已經(jīng)踐行了很多年。尤其是對于一些大公司來說，他們很喜歡這種自己動(dòng)手“組裝”的過程，而且最終也能獲得很好的性能指標(biāo)。但他也提到，如果你的目標(biāo)是在A0版流片就用到超高質(zhì)量的IP陣容，那成本也將變得異常高。

但業(yè)界依然在遵循這套流程，這是為什么呢？Jim Keller指出人類尤其是工程師就是這么固執(zhí)的生物，我們喜歡重復(fù)我們已經(jīng)做過的事，重復(fù)其他人做過的事，哪怕這種重復(fù)成本極高而且會(huì)拖慢產(chǎn)品上市的時(shí)間。

而Chiplet的出現(xiàn)帶來了新的流程，首先這種新的封裝方式支持很小的bump pitch，而且不少Chiplet已經(jīng)集成了高質(zhì)量的IP，可以直接拿去用不做任何修改。這樣的話你還是可以自己打造IP，通過CAD打造SoC，然后交給代工廠，但這時(shí)你可以購買現(xiàn)成的Chiplet，而無需去買一堆IP的授權(quán)，最后封裝在一起交付給客戶。

Chiplet設(shè)計(jì)流程 / Tenstorrent

這樣一來定制設(shè)計(jì)的流程就被簡化了，你省去了上述的重復(fù)過程，而且在組合的過程中可以選擇不同工藝的Chiplet節(jié)約成本。Jim Keller也舉了個(gè)例子，同樣的AI引擎，不同的客戶有著不同的要求，比如DRAM容量、DRAM帶寬等等，針對這些不同的需求，你要么花大價(jià)錢將這些要求全部設(shè)計(jì)進(jìn)去，要么開發(fā)幾版設(shè)計(jì)，而有了Chiplet之后，選擇更多也更容易了，比如DDR5控制器、HBM控制器、GDDR6控制器乃至組合控制器等等。

開放制勝

鑒于Tenstorrent目前已經(jīng)開始基于RISC-V開發(fā)AI處理器Ascalon，Jim Keller也對開源開放發(fā)表了自己的見解。他以Linux為例，雖然做出一些先進(jìn)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)很大，但Linux選擇了兩步走來解決問題，第一就是將問題切分開來，第二就是讓一大批人共同參與進(jìn)來，這樣一來就靠人數(shù)的優(yōu)勢分?jǐn)偭碎_發(fā)成本。

開源RISC-V處理器和Tenstorrent自研RISC-V處理器 / Tenstorrent

在從零開始開發(fā)芯片的工作中需要一大批工具和資源，比如參考模型、測試環(huán)境、編譯器、操作系統(tǒng)、向量庫等等，而Tenstorrent在基于RISC-V開發(fā)的過程這些資源都是直接下載就好，Linux可正常運(yùn)行、LLVM可正常運(yùn)行、GCC可正常運(yùn)行，還有OpenRoad、OpeNPDN這樣的開源物理設(shè)計(jì)工具。

Jim Keller再次以RISC-V作為例子，他提到了今年底即將舉辦的RISC-V峰會(huì)，強(qiáng)調(diào)

Tenstorrent提交了7份報(bào)告上去，最終RISC-V國際基金會(huì)只接受并安排了其中兩個(gè)，Jim Keller對此還挺懊惱的。

但他們得到的回應(yīng)是，本次峰會(huì)收到的報(bào)告太多了，不得不限制在每家公司最多兩個(gè)。他表示，這就是目前RISC-V目前開源開放生態(tài)的優(yōu)勢，x86就沒有這樣的論壇，Arm生態(tài)也沒有這樣的勢頭，開源開放將是解決挑戰(zhàn)制勝的一大關(guān)鍵，這一說法也同樣適用于前面提到的Chiplet。

小結(jié)

雖然Jim Keller在上面已經(jīng)提到了不少解決設(shè)計(jì)問題的實(shí)際方法，但他認(rèn)為最困擾一些設(shè)計(jì)工程師的是固有思維?！叭绻阏J(rèn)為這個(gè)問題是無法解決的，那么它將永遠(yuǎn)不會(huì)得到解決。解決問題同樣需要自己可以成功的信念，并去推翻那些基本原則。”

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原文標(biāo)題：Jim Keller眼中的芯片設(shè)計(jì)問題與解決之道

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