“最大”的芯片是什么样的？

“最大”的芯片是什么样的？

人类一直致力于把芯片做得更大、更小。 无论是滚压工艺，还是塞进各种可穿戴设备中，在有限的空间内获得更多的性能永远是芯片行业的黄金法则。

事实上，我们也会放宽芯片面积，追求更高的性能和能效比。 那么，哪些芯片是各自领域“最大”的呢？

01 82.4cm²图像传感器

还记得那个席卷朋友圈的“网红球”吗？

没错，就是耗资23亿美元、历时7年在美国内华达州拉斯维加斯建造的“维加斯号”。 高度112米，最大宽度157米，一举打破世界纪录，成为世界上最大的球形建筑。 由于其巨大的视觉冲击力，也成为了打卡地标。

今年的CES从这里拉开帷幕。

当然，这个球的作用不仅仅是为了噱头。 它本质上是一个剧院，其内部大厅配备了世界上最大的16K LED显示屏，面积约为平方英尺（近²）。 这么大的屏幕，想要获得最佳的显示效果，对片源的要求一定非常高。

该公司内部内容工作室开发了18K电影摄影机Big Sky，ST（意法半导体）与该公司合作，成功开发和制造了为该摄影机定制的“全球最大的电影图像传感器”。

开发出Big Sky相机

这个图像传感器有多大？

其尺寸达到9.92cm×8.31cm（82.4cm²），相当于半张A4纸。 12 英寸晶圆上只能切出 4 个芯片。

像素达到3.16亿，比商用相机全画幅图像传感器大近7倍，分辨率提高40倍。 配备该传感器的相机可以以每秒120帧的帧速率录制视频，并以60GB/秒的速度传输图像数据。

02 餐盘大小的薯片

过去，典型的计算机芯片只有指甲大小，但该公司正在生产 12.9 英寸 iPad 大小的芯片。

2019年，拥有巨额芯片的公司在Hot Chips上引起了轰动。 当时，该公司展示了拥有1.2T晶体管的Wafer Scale（WSE），这超出了当时EDA工具的能力，拥有40万个AI核心、18GB片上和/s带宽。

这种芯片称为晶圆级芯片。 简单的解释是，芯片可以做得和在晶圆上切割一样大。

2021年4月，WSE-2将继续推出，拥有2.6万亿个晶体管和85万个核心，晶体管、核心、内存等数量相比第一代增加了一倍多。 其核心面积为²，是当时最大GPU核心面积（826mm²）的56倍。 与A100的40MB内存相比，引入了40GB SRAM板载内存，是前者的1000倍。

去年7月，这家“大生意”公司再出大招，带来了全球最大的AI超级计算机（CG-1），拥有64个CS-2节点、5400万个核心、4个计算能力，支持6000亿个参数楷模。 第一次训练运行时间只需要10天。

从产品名称就可以一窥这家公司对制造最大超级计算机的痴迷：CG-1以秃鹫星系命名，它比我们银河系大五倍。

目前已获得包括阿布扎比增长基金（ADG）等投资者的4轮融资，融资总额达7.2亿美元，公司估值超过40亿美元。 话虽如此，也许公司还会给我们带来更多惊喜。

03 Intel与AMD争夺最大FPGA

说起最高端的FPGA，则是“劲敌”Intel和AMD之间的又一个战场。 这场竞争早在（）被AMD收购之前就开始了。

2019年8月，尚未被AMD收购的AMD宣布推出全球最大的FPGA产品——+VU19P。

VU19P采用台积电16nm工艺打造，拥有350亿个晶体管、900万个系统逻辑单元、高达每秒1.5的DDR4内存带宽、高达每秒f 4.5的收发器带宽以及超过2,000个用户I/O。

光看这些参数，你就能感受到它的价格有多么昂贵。 据搜索，目前这款芯片的报价可达40万元以上，部分型号、部分平台的报价可达57万元。

不过，VU19P“最大FPGA”的称号还没有消失。 随后英特尔于2019年11月发布了全球最大容量的FPGA——10 GX 10M FPGA，拥有1020万个逻辑单元和433亿个晶体管，是当时量产最大的FPGA。 不仅如此，当时这款芯片采用的技术现在正在全世界范围内受到追捧。

2023年6月，AMD再次争夺“最大FPGA”的称号，推出自适应SoC（片上系统）产品，提供1850万个逻辑单元，再次刷新FPGA上限，成为当今最大的FPGA。

与上一代产品（VU19P）相比，增加了功能并采用了小芯片（）设计，使FPGA关键性能提高了一倍以上。

04 到目前为止，还没有人对超级芯片进行基准测试。

近年来，除了专注于GPU之外，还一直在打造难以对标的“巨型芯片”。 GH200和DGX GH200是一些离谱的产品。

去年8月，发布了GH200 Grace平台，该平台是Grace CPU和H100 GPU的组合。 它也是一台将所有强大设备封装在一起的“超级计算机”，包括单台服务器的144个Arm内核、8个AI性能和282GB HBM3e内存技术。

新平台采用Grace超级芯片，可以与其他超级芯片连接，以便它们能够协同部署当今的大规模生成式AI模型。 这种高速、一致的技术使 GPU 能够完全访问 CPU 内存，在双配置中提供总共 1.2TB 的快速内存。

可以说，GH200是推出的首款CPU-GPU互联超级芯片，而这款产品在首次亮相的v3.1中就取得了惊人的成绩。

更重要的是，是一家非常“体量”的公司，其GPU和CPU不断变强。 换句话说，当把一个新产品变成另一个新产品时，又是一次降维打击。

05 总结

如今，晶圆级芯片已逐渐成为业界新的研究方向。 加之技术的发展，在大芯片上放置更多的小芯片已经成为主流做法。

除了宏观层面的做大，芯片巨头也在微观层面追求做大。

在IEDM 2022上，英特尔提到了到2030年在单芯片上集成1万亿个晶体管的目标。近期，台积电也发布了芯片封装路线图，到2030年实现1万亿个晶体管。

当然，无论我们做大芯片还是小芯片，一切都是围绕着PPA（Power，Area）展开的。 规模的两端，无论大小，都可能是我们可行的路径。

参考

[1] AF国际艺术中心：太酷了！ 拉斯维加斯“巨球”全球瞩目，沉浸式体验天花板来了！ .2023年10月27日。

[2] 芯片世界：ST，内置82.4cm²芯片。 2024年1月13日。

[3] ST：又新世界形象.2024.1.11.

[4] AMD：AMD World 的基于 FPGA 的 SoC，适用于 2023 年 6 月 27 日。

[5] 快鱼：这家被投公司生产的芯片比iPad还大。 2023年10月25日。

本文来自微信公众号，作者：付斌，36氪授权发布。