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芯片设计中的Chiplet互连标准与UCIe协议.docx

更新时间：2026-08-06 08:41:54 大小：39K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：芯片设计chiplet 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

芯片设计中的Chiplet互连标准与UCIe协议

引言

Chiplet架构通过将大型SoC拆分为多个较小的芯片，在先进封装中集成，正在成为后摩尔时代芯片设计的主流范式。Chiplet互连的标准化是Chiplet生态发展的关键，UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）标准由Intel、AMD、ARM、Google、Meta等公司联合推动，在2022年发布1.0版本，2024年发布2.0版本，2025年发布3.0版本，在Chiplet互连的标准化方面取得了显著的进展。UCIe标准基于PCIe和CXL协议，在物理层、链路层和事务层定义了Chiplet之间的互连规范，在带宽密度、功耗效率和封装兼容性方面实现了标准化。UCIe标准支持标准封装（2D封装）和高密度封装（2.5D/3D封装）两种配置，在标准封装中，每毫米封装边缘的带宽可达28 GB/s，在高密度封装中，每毫米封装边缘的带宽可达448 GB/s。UCIe的生态系统正在快速扩展，在AI加速器、数据中心处理器和消费电子SoC中，Chiplet设计的互连从私有协议向UCIe标准迁移。本节将系统论述Chiplet互连标准与UCIe协议的技术原理、协议栈、物理层和生态系统，涵盖UCIe架构、物理层设计、链路层协议、封装适配和生态发展。

UCIe架构

协议栈

UCIe的协议栈分为三层：物理层：在Chiplet之间实现电气信号的传输，包括高速SerDes、时钟恢复和均衡器。物理层在UCIe中支持标准封装和高密度封装两种配置，在数据速率和功耗方面各有不同的优化；链路层：在Chiplet之间实现数据包的封装、路由和流量控制，在链路层中，在数据包的格式化和错误检测中，支持CRC校验和重传；事务层：在Chiplet之间实现内存事务和I/O事务的传输，在事务层中，基于PCIe和CXL协议，在Chiplet之间实现缓存一致性和内存访问。

协议映射

UCIe在事务层映射多种协议，在Chiplet之间实现不同协议的兼容。在UCIe中，在PCIe协议中，在Chiplet之间实现标准的I/O事务；在CXL协议中，在Chiplet之间实现缓存一致性和内存池化；在流协议中，在Chiplet之间实现自定义的数据流传输，在AI和HPC应用中优化数据传输效率。


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