生态合作推动面向芯粒的新 AMBA 规范

Arm 执行副总裁兼首席架构师 Richard Grisenthwaite 曾在 一篇博客 中表示， Arm 正携手生态系统的合作伙伴就芯粒的标准化展开协作，从而推动该市场的蓬勃发展。专门针对于芯粒的全新 AMBA CHI C2C 规范是此次生态系统协作的一项重要工作。

近 30 年来，AMBA 一直是半导体设计行业基础的开放的规范，它本质上是一组架构规范，定义了芯片中连接各组件的接口和协议。因此，如果 CPU 想要在内存中加载或存储数据，就要使用 AMBA 与内存控制器进行通信。在人工智能 (AI) 时代，如果特定 AI 工作负载需要加速，就需要各种分布的处理元件（如 CPU、GPU 或 NPU）通过 AMBA 接口来交换数据和同步信息。

AMBA 可满足不同行业芯片的功耗、性能和面积的要求。 这为半导体设计提供了完整的一整套成熟的，可兼容的，并且已被证明能够轻松实现复用和集成的解决方案。 不但降低技术风险和成本，而且大幅加速了产品上市进程。

AMBA 的成功离不开和生态系统中不同行业合作伙伴的广泛协作。这推动了 AMBA 从简单的低带宽协议 AHB 和 APB，发展到更高性能的 AXI 协议。最近，超高性能系统以及通过庞大的网络来集成各种处理器、加速器的系统纷纷开始采用 CHI 协议。迄今，全球有数十亿芯片采用了 AMBA 规范来进行芯片设计。

现在，我们通过 CHI C2C 协议将 AMBA 扩展到芯粒市场。这不仅代表了 AMBA 新的发展方向，同时协议的重大变革将带来更加广阔的行业应用。CHI C2C 协议对于芯粒市场至关重要，因为 Arm 与生态系统合作伙伴通力合作推出一个合适的基础标准规范，将赋能各种计算系统能够使用芯粒方式来设计芯片，避免碎片化的风险。

AMBA CHI C2C 规范利用现有的单芯片 CHI 协议定义了数据的封装格式，使数据能够通过芯粒间链路进行传输。因为在一个单芯片中是通过 AMBA 来连接不同的组件，所以下一步自然就是借助 CHI C2C 规范来连接多个芯粒。

通过开发 CHI C2C，我们有效地利用了现有片上 AMBA CHI 规范的很多特性。CHI C2C 传承了现有的片上协议，可避免不兼容的问题。支持跨芯粒使用现有 AMBA 规范中的相同 Arm 架构特性，比如用于机密计算的机密领域 (realm) 管理。CHI C2C 也不涉及复杂的数据封装和解封装，从而最大限度减少了数据传输延迟。除了现有 AMBA 在片上设计，我们预计 CHI C2C 规范在集成大量处理器和加速器的高性能芯片设计中同样会得到广泛应用。

多年来，Arm 与 NVIDIA 密切合作应对互操作性的挑战，实现 AI 异构计算性能的突破，为 CHI C2C 规范的定义打下扎实基础，基于 Arm 架构的系统级芯片 (SoC) 不但可以安全地连接不同的加速芯粒，而且芯粒间还可以支持 Cache 一致性。

通常晶粒间 (Die-to-Die) 互联分为三层：协议层、适配层和物理层。CHI C2C 遵循该分层架构并且位于协议层，并且兼容芯粒互联标准 UCIe 等第三方行业标准。UCIe 对于 CHI C2C 也尤为重要，因为它有助于标准化多芯粒系统中的物理层连接，并赋能来自不同供应商采用不同工艺芯粒的互操作性。事实上，CHI C2C与UCIe是完美的互补关系，CHI C2C 通过 UCIe 流接口进行数据传输。

与此同时，我们也仍在努力实现开放的 AMBA AXI C2C 规范，以供已经使用了 AMBA AXI 规范进行芯片设计的合作伙伴使用，届时使 AXI C2C 和 CHI C2C 互相一致及芯粒的可互操作性是非常关键的。

AMBA CHI C2C 规范的发布离不开 Arteris、楷登电子 (Cadence)、富士通 (Fujitsu)、英特尔代工 (Intel Foundry)、NVIDIA、Rambus、中兴微电子 (Sanechips)、西门子 EDA、SiPearl 和新思科技 (Synopsys) 等众多行业合作伙伴的广泛协作。正是这样欣欣向荣的生态系统协作让 AMBA 焕发活力，铸就成功。

半导体行业大力拥抱芯粒来设计芯片，现在正是将 AMBA 从单个片上设计扩展至多芯片的好时机。AMBA 在过去 30 年里蓬勃发展，我们也将继续秉承开放、广泛的生态系统协作，致力于将 AMBA CHI C2C 作为新一代芯片设计的基础。

一直以来，Arm 积极评估新兴市场，并在恰当时机提供合适的系统架构标准，以便让基于 AMBA 规范设计的芯片在行业内实现大规模部署。我们希望 CHI C2C 在芯粒市场同样也获得巨大的成功。

CHI C2C 规范遵循现有的 AMBA 授权许可模式，意即免费提供、免权利金且架构中立，并具有广泛和永久的实施权。换言之，这个规范为芯粒市场量身定做，必将得到广泛采用。