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中国设计256核心处理器，计划扩展成1,600核大芯片

阳春丽整合编辑：杨玥锴发布于：2024-01-05 10:32

随着每新一代芯片增加晶体管密度变得越来越困难，芯片制造商正在寻找更多方法提高处理器性能。中国科学院计算技术研究所最近推出了一种基于16个小芯片的先进256核心多芯片设计，并计划将其扩展至1,600核大芯片。这种多芯片设计可以应用于超级计算机处理器，通过小芯片内部的超低延迟互连和先进的封装技术，最大限度地减少高扩展性系统的延迟和NUMA效应。

为了应对每新一代芯片增加晶体管密度的挑战，芯片制造商正在不断探索新的方法来提高处理器性能。其中一种方法是架构创新，通过重新设计处理器的结构和指令集来提高性能。另一种方法是采用更大的芯片尺寸，以容纳更多的晶体管和功能单元。此外，多芯片设计和晶圆级芯片也是提高处理器性能的有效途径。

在最近一篇论文中，中国科学院计算技术研究所介绍了他们设计的先进256核多芯片系统，称为浙江大芯片。这个处理器由16个小芯片（Chiplet）组成，每个小芯片都包含16个基于RISC-V架构的处理器。这些小芯片使用传统的对称式多处理器（symmetric multiprocessor，SMP）相互连接，以便共享存储器。

据研究人员介绍，该设计具有很好的可扩展性，可以进一步扩展到100个小芯片（或1,600个核心）。这种多芯片设计的优势在于可以通过并行处理和分布式存储来提高整体系统的性能。同时，小芯片之间的互连延迟也得到了最小化，从而提高了系统的整体效率。

值得注意的是，这些小芯片是由中芯国际（SMIC）以22纳米级制程技术制造的。然而，目前还不确定使用中间层（interposer）互连并以22纳米制程制造的1,600核心元件会消耗多少功率。这需要进一步的研究和实验来确定。

研究人员指出，这种多芯片设计可以应用于超级计算机处理器。在小芯片内部，多核心之间具有超低延迟的互连，使得处理器能够高效地执行并行任务。而在小芯片之间，先进的封装技术可以减少延迟和NUMA效应的影响。这将有助于提高超级计算机的性能和可扩展性。

中芯国际芯片半导体

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