AMD si prepara a introdurre i primi Versal Adaptive SoC dotati di supporto nativo all’interfaccia Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) 1.1, aprendo la strada a sistemi modulari nei quali il SoC può comunicare direttamente con chiplet specializzati integrati nello stesso package.
L’approccio consente di realizzare collegamenti a elevata bandwidth e a basso consumo tra il SoC adattivo AMD e componenti progettati per specifici carichi di lavoro.
La tecnologia sarà introdotta inizialmente nella famiglia Versal RF Series, con disponibilità dei primi chiplet destinati alla produzione prevista per il quarto trimestre del 2027.
UCIe cambia l’architettura dei SoC
L’industria dei semiconduttori sta progressivamente abbandonando il modello basato esclusivamente su grandi dispositivi monolitici a favore di architetture chiplet-based.
In una progettazione tradizionale, integrare nuove funzionalità in un SoC può richiedere la riprogettazione di una parte significativa del silicio. L’utilizzo dei chiplet permette invece di suddividere il sistema in componenti specializzati, collocandoli all’interno dello stesso package e collegandoli attraverso un’interfaccia standardizzata.
UCIe nasce proprio con questo obiettivo: consentire a chiplet differenti di comunicare all’interno dello stesso package, anche quando provengono da fornitori diversi.
Il vantaggio è duplice. Da una parte si possono riutilizzare blocchi di silicio già collaudati; dall’altra è possibile sviluppare configurazioni differenti senza dover progettare ogni volta un nuovo SoC monolitico.
Versal RF Series sarà la prima piattaforma AMD con UCIe 1.1
I dispositivi AMD Versal RF Series saranno i primi SoC adattivi della famiglia Versal a integrare la connettività UCIe 1.1.
La piattaforma potrà supportare:
- fino a quattro interfacce UCIe-SP;
- fino a due interfacce UCIe-AP;
- bandwidth aggregata all’interno del package nell’ordine dei multi-terabit al secondo.
La presenza di più interfacce indipendenti permette di costruire configurazioni eterogenee nelle quali differenti chiplet possono essere collegati direttamente al SoC.
AMD prevede inoltre di estendere progressivamente il supporto UCIe ad altri SoC adattivi, man mano che il mercato dei chiplet maturerà.
Un SoC che integra RF, DSP, AI e logica programmabile
I Versal RF Series si distinguono già per un’elevata integrazione hardware.
All’interno di un singolo dispositivo vengono combinati:
- convertitori RF ad alta risoluzione;
- IP hardware dedicati al DSP;
- AI Engine;
- logica programmabile.
La piattaforma raggiunge fino a 80 TOPS di capacità di calcolo DSP eterogeneo.
AMD sottolinea inoltre i vantaggi in termini di SWAP-C, acronimo che identifica Size, Weight, Power and Cost. L’integrazione delle diverse funzioni consente infatti di combinare in un singolo package ciò che tradizionalmente avrebbe richiesto fino a sei dispositivi distinti.
Chiplet specializzati direttamente nel package
L’introduzione di UCIe amplia considerevolmente le possibilità della piattaforma.
I chiplet Versal RF potranno comunicare direttamente con componenti specializzati sviluppati per specifiche applicazioni, tra cui:
- RF AFE e convertitori dati di terze parti;
- chiplet per l’accelerazione AI;
- CPU;
- unità di calcolo GPU specializzate;
- motori hardware per la sicurezza;
- processori per le comunicazioni;
- ASIC specifici per determinate applicazioni.
Questa modularità permette quindi di creare sistemi personalizzati combinando componenti differenti senza modificare necessariamente l’intera architettura del SoC.
Dal collegamento sulla scheda al collegamento nel package
Uno dei principali vantaggi di UCIe consiste nella possibilità di spostare la comunicazione tra componenti dal livello della scheda elettronica direttamente all’interno del package.
In un’architettura tradizionale, un front-end RF, un acceleratore AI, un sottosistema di memoria o un ASIC possono richiedere collegamenti attraverso la scheda madre o il PCB.
Queste connessioni introducono inevitabilmente latenza, consumo energetico, ingombro e complessità progettuale.
Con UCIe, le diverse funzioni possono essere avvicinate fisicamente e collegate attraverso un’interconnessione standardizzata ad alta velocità.
Il risultato è una piattaforma più compatta e potenzialmente più efficiente dal punto di vista energetico.
I vantaggi dell’architettura chiplet
L’adozione di UCIe introduce diversi vantaggi rispetto alla progettazione di dispositivi monolitici o all’utilizzo di connessioni a livello di scheda.
Tra i principali benefici indicati da AMD troviamo:
- comunicazione chiplet-to-chiplet ad alta bandwidth;
- minore latenza;
- maggiore efficienza energetica;
- riutilizzo di IP e silicio già collaudati;
- potenziale riduzione dei costi di sviluppo;
- riduzione del time-to-market;
- maggiore flessibilità nella progettazione del sistema.
AMD evidenzia in particolare il confronto con i propri dispositivi che utilizzano interfacce serializzate GTM2 a livello di scheda: il collegamento UCIe consente di avvicinare fisicamente le funzioni e ridurre i costi associati alla comunicazione attraverso il PCB.
UCIe favorisce l’ecosistema multi-vendor
Uno degli aspetti strategici più importanti dello standard UCIe è la possibilità di combinare chiplet provenienti da fornitori differenti.
Questo modello potrebbe portare a un ecosistema nel quale un produttore realizza il componente principale, mentre altre aziende sviluppano acceleratori, controller, interfacce RF, motori di sicurezza o ASIC specializzati.
Il progettista del sistema può quindi selezionare i chiplet più adatti alla propria applicazione e integrarli nello stesso package.
In prospettiva, questo modello può ridurre la necessità di sviluppare da zero interi SoC ogni volta che cambia il requisito applicativo.
Versal RF come piattaforma scalabile
L’aggiunta di UCIe trasforma i Versal RF Series da dispositivi altamente integrati in vere e proprie piattaforme chiplet scalabili.
La combinazione tra logica programmabile, DSP, AI Engine e convertitori RF fornisce già una base hardware estremamente flessibile. UCIe aggiunge la possibilità di espandere ulteriormente il sistema con componenti esterni al die principale ma integrati nello stesso package.
Le possibili applicazioni comprendono quindi sistemi per radiofrequenza, intelligenza artificiale, networking e comunicazioni, oltre a piattaforme specializzate nelle quali dimensioni, peso, consumi e costi rappresentano parametri critici.
Disponibilità prevista nel 2027
AMD prevede di rendere disponibili i primi chiplet destinati alla produzione insieme a specifici dispositivi Versal RF Series nel quarto trimestre del 2027.
L’introduzione di UCIe 1.1 rappresenta un passaggio importante nella strategia AMD verso architetture eterogenee e modulari. La possibilità di integrare CPU, acceleratori AI, componenti RF, ASIC e altre funzioni specializzate attraverso un’interfaccia standardizzata può infatti cambiare il modo in cui vengono progettati i sistemi embedded ad alte prestazioni.
Per AMD, Versal RF Series diventa così non soltanto un SoC adattivo, ma una base tecnologica sulla quale costruire sistemi personalizzati tramite chiplet, con l’obiettivo di ottenere maggiore flessibilità progettuale, prestazioni elevate e una migliore efficienza complessiva.
HW Legend Staff
