基于标准封装的多芯粒GPU芯片架构系统的制作方法

专利2026-06-19  19


本发明涉及芯片,尤其涉及一种基于标准封装的多芯粒gpu芯片架构系统。


背景技术:

1、现有的图形处理器(graphics processing unit,简称gpu)芯片,通常是采用一个整体的芯片架构,即gpu芯片的所有组成部分均位于一个单一芯片上,如果gpu芯片上的组成部分出现问题,极有可能导致整个gpu芯片无法使用,从而导致gpu芯片的良率低,增加了gpu芯片的成本。

2、此外,现有的gpu架构的多级缓存架构中,受限于gpu芯片的面积、布局等因素,每一级高速缓冲存储器的容量受限。以三级缓存为例,第一级高速缓冲存储器、第二级高速缓冲存储器和第三级高速缓冲存储器等的存储容量有限,无法实现灵活扩充第一级高速缓冲存储器、第二级高速缓冲存储器和第三级高速缓冲存储器的存储容量。现有技术中,第三级高速缓冲存储器通常设置在第二级高速缓冲存储器与gpu显存的通路之间,第二级高速缓冲存储器需要从第三级高速缓冲存储器获取数据,当每一级缓存容量小于计算所需的数据集大小时,数据缓存需要频繁切换,而频繁切换的开销以及慢速的gpu显存读写会降低gpu的数据访问效率,从而导致gpu性能变差。由此可知,如何提出一种新的gpu架构,来提高gpu芯片的良率、提高gpu的数据访问速度、提升gpu芯片的性能成为亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明目的在于,提供一种基于标准封装的多芯粒gpu芯片架构系统,提高了gpu芯片架构系统的可重构性和可扩展性,提高了gpu产品的良率,降低了gpu产品的成本,提升了gpu芯片架构系统的性价比。

2、根据本发明一方面,提供了一种基于标准封装的多芯粒gpu芯片架构系统,包括gpu芯片,所述gpu芯片包括x个gpu核心芯粒和一个io接口芯粒,x≥2;所述系统采用标准封装模式将所述x个gpu核心芯粒和一个io接口芯粒封装生成所述gpu芯片。

3、所述io接口芯粒至少一侧连接h个沿距离所述io接口芯粒从近到远的方向依次排布的gpu核心芯粒,2≤h≤x。

4、其中,所述gpu核心芯粒包括t个第一芯粒通信接口{d11,d12,…,d1t,…d1t},t≥2,d1t为gpu核心芯粒中的第t个第一芯粒通信接口,t的取值范围为1到t,t个第一芯粒通信接口分为第一d1t和第二d1t;所述io接口芯粒包括g个第二芯粒通信接口{d21,d22,…,d2g,…d2g},d2g为io接口芯粒的第g个第二芯粒通信接口,g的取值范围为1到g;每一gpu核心芯粒存在至少一个第一d1t与对应的d2g相连;gpu核心芯粒之间通过第二d1t相连。

5、任意一组相连的第一d1t和d2g以及任意两个相连的第二d1t之间的通信距离小于等于标准封装模式对应的预设的最大通信距离。

6、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明提供的一种基于标准封装的多芯粒gpu芯片架构系统可达到相当的技术进步性及实用性,并具有产业上的广泛利用价值,其至少具有下列优点:

7、本发明通过将单一gpu芯片切分为多个gpu核心芯粒和一个io接口芯粒,且io接口芯粒至少一侧连接两个以上的沿距离所述io接口芯粒从近到远的方向依次排布的gpu核心芯粒,采用标准封装模式为gpu芯粒设计提供了布局布线的灵活性,提高了gpu芯片架构系统的可重构性和可扩展性,提高了gpu产品的良率。此外,gpu核心芯粒的数量和连接方式能够灵活设置,能够满足不同的算力需求,突破单一gpu芯片制造工艺的面积极限,且能通过gpu核心芯粒之间直接相连或者io接口芯粒间接相连,实现跨芯粒访问c12q,提高了gpu的数据访问速度、提升了gpu芯片的性能。

8、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。



技术特征:

1.一种基于标准封装的多芯粒gpu芯片架构系统,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,


技术总结
本发明涉及一种基于标准封装的多芯粒GPU芯片架构系统,包括GPU核心芯粒和IO接口芯粒;所述系统采用标准封装模式生成GPU芯片;IO接口芯粒至少一侧连接H个沿距离IO接口芯粒从近到远的方向依次排布的GPU核心芯粒;其中,所述GPU核心芯粒包括T个第一芯粒通信接口D1<subgt;t</subgt;,T个第一芯粒通信接口分为第一D1<subgt;t</subgt;和第二D1<subgt;t</subgt;;IO接口芯粒包括第二芯粒通信接口D2<subgt;g</subgt;;每一GPU核心芯粒存在至少一个第一D1<subgt;t</subgt;与对应的D2<subgt;g</subgt;相连;GPU核心芯粒之间通过第二D1<subgt;t</subgt;相连。本发明提高了GPU芯片的良率和GPU的数据访问速度,提升了GPU芯片的性能。

技术研发人员:请求不公布姓名
受保护的技术使用者:沐曦集成电路(上海)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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