칩렛, UCIE

 

칩렛 (Chiplet)

 

고성능칩을 만들기 위해서는 면적이 커져야 하는데 이는 반도체 공정 시 수율 저하의 결과로 이어집니다. 그래서 여러 개의 작은 반도체 구성 요소들을 생산해서 고성능 기판 위에 연결해 붙이는 칩렛 (Chiplet) 기술 (Lego-like package)이 도입되고 있습니다. 이는 기존의 모놀리식 (Monolithic) 방식과 다른 접근법입니다.

 

고성능기판은 기존 PCB업체에서 만들기 어렵고 반도체 기업들이 Interposer (2.5D 패키징) 테크놀로지를 반도체 공정을 이용해서 제작합니다. 물리적으로 2D 구조로 기판 위에 칩들이 붙어있는 구조이지만, 고성능기판이기 때문에 3D와 같은 성능을 낸다고 해서 2.5D 패키징으로 이야기 합니다. 

 

가정용 CPU경우 인텔의 14세대부터, 고성능 CPU 경우 인텔의 사파이어 래피즈부터 도입합니다.

칩렛 방식을 2019년 AMD에서 먼저 도입하였는데, AMD는 코어수를 많이 늘리는 것으로 인텔과 차별화를 가져가려 했습니다. 하지만 코어수가 많아지면 불량이 생길 수 있는 확률도 커지고 비용과 수율이 안좋아지는 상황이 발생할 수 있어서 코어를 조각 내서 생산하는 칩렛 방식을 도입합니다. 반면에, 인텔은 CPU 기능별로 조각을 나누는 타일 방식으로 추구합니다. 현재 엔비디아 (A100, H100) , 인텔 (서버용 CPU 사파이어래피즈) 등이 칩렛이 적용된 대표적인 사례입니다.  

 

UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express)

기존방식은 하나의 패키징 안에 CPU 또는 GPU 하나의 칩만 들어가기 때문에 상관이 없으나, 칩렛 방식에서는 하나의 패키징 안에 여러 종류의 작은 칩들이 들어가기 때문에 칩들 간 통신이 매우 중요합니다. 하지만, 칩 업체마다 다이의 I/O 인터페이스가 달라서 인텔의 CPU 칩렛과 AMD의 GPU 칩렛이 같이 사용되지 못합니다.

 

이러한 문제를 해결하기 위해서 등장한 것이 UCIe 표준입니다. 칩렛들 사이의 표준화된 인터커넥트 구조를 제공하여 다양한 제조사의 칩렛들이 서로 호환되도록 함으로써 반도체의 재활용성을 촉진합니다.

 

 

[참고]  

https://lifeisenjoyable.tistory.com/22

칩렛(Chiplet)이란?

 

https://contents.premium.naver.com/banya/banyacompany/contents/231019110201750lz

반도체 칩렛(Chiplet) 기술의 표준화를 위한 핵심: UCIe 칩 간 통신 인터커넥트 & 칩렛 패키징