Компьютеры, превратившиеся из роскоши в повседневную необходимость, уже не совсем те, что были раньше. Поскольку такие приложения, как машинное обучение и мобильные сети 5G, становятся нормой, потребность в высокой вычислительной производительности возрастает как никогда. Это также потребовало разработки более энергоэффективных и экономичных систем, таких как «чиплеты», чтобы обеспечить бесперебойную работу этих приложений.

Чиплет — это неупакованный кристалл, который можно собрать в пакет с другими чиплетами внутри чипа. Каждый чиплет выполняет свою определенную функцию. Существует несколько подходов к чиплетам, но основная идея заключается в том, что в библиотеке есть меню чиплетов. Затем чиплеты собираются в корпус и соединяются по схеме «кристалл-к-кристаллу».

«Постоянно растущая плотность маршрутизации внутри корпуса и скорость передачи данных таких последовательных каналов неизбежно приводят к более сложным и худшим проблемам с целостностью сигнала и питания, чем у большого монолитного чипа», — объяснил Цзинтун Ху, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники и Уильям Кеплер. Сотрудник факультета Уайтфорда инженерной школы Суонсона Питтсбургского университета. «Это требует более эффективных инструментов анализа и проверки для поддержки надежного проектирования».

Чтобы удовлетворить эти требования, Ху и его команда разработали SPIRAL, платформу для совместного анализа целостности мощности сигнала высокоскоростных последовательных каналов между чипсетами. Работа опубликована в рамках 29-й конференции по автоматизации проектирования в Азии и южной части Тихого океана (ASP-DAC) 2024 года.

SPIRAL строит эквивалентные модели для каналов с помощью модели передатчика на основе машинного обучения и модели на основе импульсной характеристики для канала и приемника. Затем целостность одной мощности анализируется совместно с методом, основанным на импульсном отклике, с использованием эквивалентных методов.

SPIRAL — это усовершенствованная версия программы моделирования с акцентом на интегральные схемы (SPICE), интегрированного симулятора общего назначения с открытым исходным кодом , используемого при проектировании интегральных схем и плат для проверки целостности схем и прогнозирования поведения схем.

«Существующий SPICE не обеспечивает точного анализа и проверки Chiplet, поскольку это действительно новая технология», — сказал Ху. «SPIRAL пытается заполнить этот пробел и обеспечить это».