Alapvetően határozza meg digitális eszközeink képességeit és sebességét a bennük felhasznált chipek fejlettségi szintje és tudása. Ez kiválóan látszott az elmúlt években is, amikor az Intel több generációváltáson keresztül csupán pár százalékkal tudta javítani processzorai teljesítményét, miközben a fogyasztáson, a gyártástechnológián nem javított.
Ennek eredménye az lett, hogy két notebook között hiába volt három-négy generációnyi különbség, számítási teljesítményben és fogyasztásban szinte semmivel sem jutott előrébb az újabb modell. Az ehhez hasonló megtorpanásokat, illetve a még gyorsabb fejlődést elősegítendő egy új, eddig soha nem látott iparági összefogással rukkoltak elő a technológiai óriáscégek. Ennek neve az UCIe.
Többet ésszel
Már évekkel ezelőtt születtek chiplet felépítésű központi egységek például az Intel és az AMD oldalán is, sőt egy rövid ideig Intel Core CPU és AMD Radeon GPU is került egy lapkára (Intel Core i7-8809G). A chiplet lényege, hogy nem egyetlen, egybefüggő monolitikus lapka kerül az adott chip tokjába, hanem több, egymástól teljesen különálló szilíciumlapkából épül fel, csupán egybe vannak tokozva. A mai modern chipeket hősapkával fedik, így nem is látszik, hogy valójában mennyi lapka van alatta, mégis, tervezési, gyártási és egyéb szempontokból nézve a chipletdizájn nagyon fontos jelentőséggel bír.
Egyesek már odáig merészkedtek, hogy kijelentették, ez a megoldás menti meg Moore törvényét, amely a chipek bonyolultságát és ezzel párhuzamosan az IT-iparág fejlődési ütemét hivatott mutatni.
A chipletek azonban nem véletlenül nem tudtak eddig egyeduralkodóvá válni, pontosabban óriási áttörést nem hoztak. Ennek egyszerű oka, hogy az egymástól különálló chipek közti kommunikációt és kompatibilitást, valamint az egész chip együttes működését, tokozását csak akkor lehetett jól megoldani, ha mindegyik fejlesztés egyetlen gyártótól érkezett. Ezt a gyenge láncszemet hivatott az UCIe szabvány (Universal Chiplet Interconnect Express) kiváltani, amely a várakozások szerint majd elhozza a chipletdizájn diadalát. A modern számítógépekben hosszú évek óta kiváló szolgálatot teljesítő PCI Express mintájára kidolgozott kommunikációs szabvány ugyanazt az univerzális kompatibilitást hozza el, mint a PCIe, csak éppen ezúttal nem PC-komponensek között, hanem egy lapkán egymás mellé integrált chipletek között, méghozzá óriási sávszélességgel (1,3 TB/s, kevesebb mint 2 ns késleltetés).
A UCIe azt kínálja, hogy az egyes részfeladatokra bevethető chipletek, vagy más néven speciális modulok egymással garantáltan kompatibilis interfészen csatlakoznak a tokon belül a többi lapkához. Ez pedig szélesre tárja a kaput olyan, komplex rendszerchipek megalkotása előtt, ahol más-más a gyártója a CPU-nak, a GPU-nak, a RAM-vezérlőnek, az MI-gyorsító chipnek, és még sorolhatnánk. De miért is világszám a UCIe?
Méretre szabott chipek
Egy általános chiplet központi feldolgozó- és végrehajtóegységből, grafikus vezérlőből, hálózati modulból, buszillesztő vezérlőkből és némi gyorsítótárként használt memóriából áll. Ezt persze még számtalan egyéb modul is kiegészítheti, például feladatspecifikus gyorsítók (MI-egység, USB-vezérlő, titkosítóegység, egyéb feldolgozóchipek), amelyeknél fontos, hogy a processzorhoz minél közelebb helyezkedjenek el az elérhető legnagyobb sávszélesség érdekében.
Egy chip megtervezéséhez és gyártásához rengeteg pénzre és időre van szükség, ám ha túl bonyolult és speciális a végeredmény, csak egy rétegigényt tud majd kiszolgálni, ezért inkább általános célú chipeket gyártanak, amelyeket kívülről kiegészítenek a szükséges modulokkal (vagy szoftveresen emulálnak).
A chiplet ereje a modularitásban van: olyan kiegészítő egységeket lehet a főegység mellé helyezni, amelyekre éppen szükség van, ráadásul ezért nem kell újratervezni a CPU-t, valamint sokkal nagyobb lapkamérettel számolni.
Az UCIe-nek hála ezek a modulok bármely, a szabványt támogató cégtől érkezhetnek, így a végső rendszerchip, vagyis az SoC (System on a Chip) úgy lehet egyedi, hogy a tervezési és gyártási költségek alig emelkednek, miközben a piacra dobáshoz szükséges idő drasztikusan lecsökken.
Sőt, a chipletdizájnban az is megengedett, hogy ne azonos gyártási technológiával készüljenek az egyes modulok. A legfejlettebb egyértelműen a CPU, majd a GPU és a memória, ám a buszillesztőknek és a speciális moduloknak régebbi, nagyobb csíkszélességet alkalmazó gyártástechnológia is megfelel, ezáltal a gyártási költségek látványosan csökkenthetők.
Túl szép, hogy igaz legyen?
Bár nem feltétlenül kézzelfogható termék, az UCIe mégis óriási áttörést hozhat a chipgyártásban és ezáltal a teljes IT-iparágban. Ez kihathat a PC-kre, a mobileszközökre, a szerverekre, az autóiparra és szinte bármely eszközre, amelyben SoC-re (rendszerchip) van szükség. Persze az egész csupán egy szép, de hamvában holt álom lenne, ha nem lenne kellő számú és erejű támogatója a technológiának. Szerencsére az UCIe jól áll ezen a téren: a szabvány létrejöttét segítő cégek között ott az AMD, az ARM, az ASE, az Intel, a Google, a Meta, a Microsoft, a Qualcomm, a Samsung és a TSMC is - vagyis tervezői, gyártói és szoftveres oldalról is maximális a támogatás (az Apple neve egyelőre nem bukkant fel a listában).
A legnagyobb chiptervezők és chipgyártók tehát adottak, a technológia is ígéretes, és még egy fontos tényezőről nem szabad megfeledkeznünk. Az UCIe teljesen nyitott szabvány, bármely tervező és gyártó cég készíthet UCIe-kompatibilis chipeket és chipletet.
A szabvány emellett már nem csupán elméleti szinten létezik, az UCIe 1.0 végleges, amely tartalmazza a fizikai rétegre és a chipek közti kommunikációra vonatkozó előírásokat is.
Ugyan még alig száradt meg a tinta az 1.0-s verzión, már dolgoznak a következő kiadáson is, ahol a 3D-chipdizájn a legfontosabb előrelépés, hogy a lapka-lapka direkt kapcsolat kiépítése is lehetővé váljon (die-to-die). Az UCIe és vele együtt a chipletdizájnra épülő SoC-k látványos előrelépést hozhatnak a számítástechnikában, ám ez nem holnap lesz, várhatóan egy-két évre szükség lesz ahhoz, hogy az első, UCIe-t alkalmazó chipeket kész termékekben is viszontlássuk.
Ha tetszett a cikk, akkor szerezd be a 2022/05-ös PC World magazint, abban ugyanis még több ilyet találsz, ráadásul ajándékba jár hozzá néhány értékes szoftver és egy PC-s játék is.
