備受AI芯片與汽車芯片追捧的NoC IP

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）通常來說，IC在設(shè)計(jì)之初會采用專用的點(diǎn)對點(diǎn)式連接，單條線對應(yīng)每個(gè)型號?？稍趶?fù)雜大規(guī)模的芯片設(shè)計(jì)，比如多核心SoC芯片中，這種方式就導(dǎo)致了高密度的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而在物理設(shè)計(jì)上造成了不少限制。

芯片模塊之間的互聯(lián)占據(jù)了大部分面積，即使在先進(jìn)工藝下，也會限制其性能和功耗。所以不少芯片開始采用共享總線的方案，但這套方案往往針對的是計(jì)算核心、子系統(tǒng)或內(nèi)存這樣的IP模塊共用一條總線，雖然硬件開銷小，但決定其擴(kuò)展性的帶寬就無法保障了。

因此NoC這一片上網(wǎng)絡(luò)的通信結(jié)構(gòu)被提出，旨在為SoC中的不同區(qū)塊建立通信，多信號在NoC上共享連接，而不會損失性能。所以如今不少公司一旦SoC核心數(shù)一多，或者想要進(jìn)一步提升擴(kuò)展性時(shí)，往往都會找到NoC IP供應(yīng)商，尤其是在進(jìn)行復(fù)雜的汽車芯片、AI芯片與服務(wù)器芯片時(shí)。

在英特爾于2018年收購了NetSpeed，Meta于2019年收購Sonics后，市面上的第三方NoC IP供應(yīng)商就不多了，較大的基本只剩下Arteris一家。而Arteris的FlexNoC，也成了不少設(shè)計(jì)廠商首選的NoC IP。甚至于英特爾在收購了NetSpeed后，Altera的FPGA，乃至Mobileye的汽車芯片EyeQ3和EyeQ4等仍在使用Arteris的IP，用于維持芯片低延遲的同時(shí)連接SoC中多個(gè)異構(gòu)視頻與圖像處理單元。

當(dāng)SoC中不同的模塊IP需要互相傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，F(xiàn)lexNoC將IP的NoC信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包，讓不同的IP之間互相通信。同時(shí)，Arteris還有用于保證緩存一致性的Ncore、降低DRAM讀寫次數(shù)的CodaCache等一眾SoC設(shè)計(jì)。Arteris的IP對處理器架構(gòu)支持非常廣泛，主流的ARM、RISC-V、ARC、MIPS等都已經(jīng)達(dá)成支持。

雖然市面上也還有Signature IP、Truechip之類的廠商提供NoC IP方案，但從設(shè)計(jì)合作案例數(shù)目來看，第三方NoC IP廠商可以看作是Arteris一家獨(dú)大了。如今的FlexNoC已經(jīng)迭代到了第五代，根據(jù)Arteris的說法，該系列IP的芯片出貨量已經(jīng)達(dá)到30億顆。AI芯片、服務(wù)器芯片、汽車芯片廠商有不少都和Arteris達(dá)成了合作，單是今年，就有SiFive、Tenstorrent、Axelera AI和ASICLAND等公司與其達(dá)成了授權(quán)合作。

海思、瑞芯微、全志等國內(nèi)移動芯片廠商，包括博世、NXP、瑞薩、地平線和上面提到的Mobileye等汽車芯片廠商，也都曾在其SoC設(shè)計(jì)中應(yīng)用了Arteris的FlexNoC IP。對于汽車芯片廠商來說，直接購買經(jīng)過驗(yàn)證的IP不僅能顯著降低設(shè)計(jì)時(shí)間，也能盡快使其通過ISO 26262功能安全認(rèn)證。

寫在最后

除了第三方NoC IP之外，如果是Armv9架構(gòu)的話，也有CoreLink NI-700這一NoC互聯(lián)方案，可以與Arm CPU、GPU和NPU IP完美搭配，相比傳統(tǒng)的crossbar方案可將線束減少30%。不過在汽車SoC的IP集成上，Arm和Arteris也是合作關(guān)系。

從被收購的Sonics前CTO和聯(lián)合創(chuàng)始人Drew Wingard的Linkedin頁面看來，其目前仍在Reality Labs的SoC團(tuán)隊(duì)崗位上，所以筆者猜測應(yīng)該Meta對于NoC的應(yīng)用還是在AR/VR SoC芯片上。雖然如今Meta的AR/VR產(chǎn)品內(nèi)用到的仍是高通的SoC，但畢竟高通也是Arteris FlexNoC的支持者，甚至收購過Arteris的一部分NoC技術(shù)資產(chǎn)，所以很有可能用于進(jìn)一步提高AR/VR芯片的性能。