芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,联系CPU和其他周边设备的运作。如果说中央处理器(CPU)是整个电脑系统的心脏,那么芯片组将是整个身体的躯干。 在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic,Core的中文意义是核心或中心,光从字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言,芯片组几乎决定了这块主板的功能,进而影响到整个电脑系统性能的发挥,芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。这是因为目前CPU的型号与种类繁多、功能特点不一,如果芯片组不能与CPU良好地协同工作,将严重地影响计算机的整体性能甚至不能正常工作。
[编辑本段]芯片组的作用
主板芯片组几乎决定着主板的全部功能,其中CPU的类型、主板的系统总线频率,内存类型、容量和性能,显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的;而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量(如USB20/11,IEEE1394,串口,并口,笔记本的VGA输出接口)等,是由芯片组的南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示(集成显示芯片)、AC’97声音解码等功能,还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。 现在的芯片组,是由过去286时代的所谓超大规模集成电路:门阵列控制芯片演变而来的。芯片组的分类,按用途可分为服务器/工作站,台式机、笔记本等类型,按芯片数量可分为单芯片芯片组,标准的南、北桥芯片组和多芯片芯片组(主要用于高档服务器/工作站),按整合程度的高低,还可分为整合型芯片组和非整合型芯片组等等。
[编辑本段]不同领域对芯片组的要求
芯片组要求有强大的性能,良好的兼容性,互换性和扩展性,对性价比要求也最高,并适度考虑用户在一定时间内的可升级性,扩展能力在三者中最高。在最早期的笔记本设计中并没有单独的笔记本芯片组,均采用相同的芯片组,随着技术的发展,笔记本专用CPU的出现,就有了与之配套的笔记本专用芯片组。笔记本芯片组要求较低的能耗,良好的稳定性,但综合性能和扩展能力在三者中却也是最低的。服务器/工作站芯片组的综合性能和稳定性在三者中最高,部分产品甚至要求全年满负荷工作,在支持的内存容量方面也是三者中最高,能支持高达十几GB甚至几十GB的内存容量,而且其对数据传输速度和数据安全性要求最高,所以其存储设备也多采用SCSI接口而非IDE接口,而且多采用RAID方式提高性能和保证数据的安全性。
[编辑本段]生产芯片组的公司
到目前为止,能够生产芯片组的厂家有英特尔(美国)、VIA(台湾)、SiS(台湾)、AMD(美国)、NVIDIA(美国)、Server Works(美国)等几家,其中以英特尔、AMD和nVIDIA的芯片组最为常见。在台式机的英特尔平台上,英特尔自家的芯片组占有最大的市场份额,而且产品线齐全,高、中、低端以及整合型产品都有,VIA、SiS等几家加起来都只能占有比较小的市场份额,而且主要是在中低端和整合领域。在台式机的AMD平台上,AMD占有较大的市场份额,NVIDIA占有AMD平台芯片组一部分市场份额,而VIA、SiS依旧是扮演配角,主要也是在中、低端和整合领域。笔记本方面,英特尔平台具有绝对的优势,所以英特尔的笔记本芯片组也占据了最大的市场份额,其它厂家都只能扮演配角以及为市场份额极小的AMD平台设计产品。 服务器/工作站方面,英特尔平台更是绝对的优势地位,英特尔自家的服务器芯片组产品占据着绝大多数中、低端市场,而Server Works由于获得了英特尔的授权,在中高端领域占有最大的市场份额,甚至英特尔原厂服务器主板也有采用Server Works芯片组的产品,在服务器/工作站芯片组领域,Server Works芯片组就意味着高性能产品;而AMD服务器/工作站平台由于市场份额较小,主要都是采用AMD自家的芯片组产品。
[编辑本段]芯片组近况
芯片组的技术这几年来也是突飞猛进,从ISA、PCI到AGP,从ATA到SATA,Ultra DMA技术,双通道内存技术,高速前端总线等等 ,每一次新技术的进步都带来电脑性能的提高。2004年,芯片组技术又有重大变革,最引人注目的就是PCI Express总线技术,它将取代PCI和AGP,极大的提高设备带宽,从而带来一场电脑技术的革命。另一方面,芯片组技术也在向着高整合性方向发展,例如AMD Athlon 64 CPU内部已经整合了内存控制器,这大大降低了芯片组厂家设计产品的难度,而且现在的芯片组产品已经整合了音频,网络,SATA,RAID等功能,大大降低了用户的成本。芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,可以比作CPU与周边设备沟通的桥梁。按照在主板上的排列位置的不同,通常分为北桥芯片和南桥芯片。北桥芯片提供对CPU的类型和主频、内存的类型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC纠错等支持。南桥芯片则提供对KBC(键盘控制器)、RTC(实时时钟控制器)、USB(通用串行总线)、Ultra DMA/33(66)EIDE数据传输方式和ACPI(高级能源管理)等的支持。其中北桥芯片起着主导性的作用,也称为主桥(Host Bridge)。 芯片组的识别也非常容易,以Intel 440BX芯片组为例,它的北桥芯片是Intel 82443BX芯片,通常在主板上靠近CPU插槽的位置,由于芯片的发热量较高,在这块芯片上装有散热片。南桥芯片在靠近ISA和PCI槽的位置,芯片的名称为Intel 82371EB。其他芯片组的排列位置基本相同。对于不同的芯片组,在性能上的表现也存在差距。 除了最通用的南北桥结构外,目前芯片组正向更高级的加速集线架构发展,Intel的8xx系列芯片组就是这类芯片组的代表,它将一些子系统如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片,能够提供比PCI总线宽一倍的带宽,达到了266MB/s。
随着定制芯片愈演愈烈,除却芯片厂商本身,谁还将从中获利?
去年我们报道过,腾讯成立了一家新公司,发力AI芯片。时隔一年,其庐山真面目乍现。经过半导体行业观察多方求证,我们了解到, 目前腾讯有一个大概50人规模的团队在做芯片,其AI芯片已经流片了 。如今AI领域已经成为世界 科技 巨头争夺的制高点,各大云厂商都已经陆续交出了自家的定制芯片,诚如百度的昆仑芯片、阿里含光、亚马逊、谷歌、微软等等,他们能有什么坏心眼?他们纯粹是为了得到更便宜或者是比第三方性能更好的芯片。随着定制芯片愈演愈烈,除却芯片厂商本身,谁还将从中获利?
我们今天所知道的基于单元的ASIC业务诞生于20世纪80年代初,是由LSI Logic和VLSI技术等公司率先开创的。如今这一趋势发展更加迅猛,定制芯片市场变得大众化。突然之间,任何有远见和合理预算的人都可以制造定制芯片。其结果是半导体技术在各种定制应用中无处不在,产品变得更小、更智能、更复杂。尤为代表的就是云计算厂商们,现在几乎全球所有的云厂商都进入了造芯的行列,而且都在优先考虑定制设计。这是一场芯片界豪华的盛宴,一场属于云厂商独飨的盛宴。
其实在国内BAT造芯行列,腾讯是相对落后的一员。国内如百度早在2010年就启动了FPFA AI加速项目,2018年发布了昆仑芯片,如今其昆仑1已出货2万片,而且昆仑2也将在今年面世。鸿鹄芯片的表现也不斐,这两年,搭载鸿鹄芯片的小度更是占据了智能音箱出货量的头把交椅。
阿里巴巴虽然自2015年才开始与中天微合作开发云芯片,但是阿里的造芯车轮却走的飞快。收购中天微,将其与达摩院合并成为平头哥半导体,先后交出玄铁910和含光800芯片两份答卷,打造端云一体全栈产品系列。再者其投资的芯片企业也是涉猎广泛,几乎将AI芯片初创企业一网打尽。
关于腾讯,我们都知道,其投资了AI芯片公司燧原 科技 ,而且已经连续投资了4轮,可见对燧原 科技 的看重。燧原 科技 的表现也着实不错,它只用了18个月便完成了研发,并一次性流片成功,实现从0到1的突破,并且是原创芯片架构,原创指令集。其实阿里巴巴一开始也是先入股投资中天微,后来将其收购了,这点如果放到腾讯身上来看,腾讯收购燧原 科技 也不失为一个芯片自研的捷径。
不过国内云厂商造芯的策略在某些程度上还是在仿照亚马逊等国外厂商的打法,让我们再来看看国外这些云厂商的芯片研发思路。
在国外云厂商中,尤以亚马逊走的最前列。亚马逊在2015年收购了以色列的一家小型芯片设计商Annapurna Labs,自那时起,便开始了漫漫芯片长征路。来自Amazon和Annapurna Labs的工程师制造了Arm Graviton处理器和Amazon Inferentia芯片。其一开始研发的Graviton芯片最初仅在特殊情况下使用,但现在其已经可以与传统上用于数据中心的英特尔芯片相媲美,这标志着该行业的潜在转折点。
如今,在迈向控制其关键技术组件的重要一步中,亚马逊正在开发网络芯片,为在网络上传送数据的硬件交换机提供动力。据说这些定制芯片可以帮助亚马逊改善其内部基础设施以及AWS,还可以帮助其解决自身基础架构中的瓶颈和问题,特别是如果他们还定制构建在其上运行的软件时。
微软已经为Azure数据中心及其HoloLens耳机创建了芯片设计。最近其在以色列悄然开设了一个芯片开发中心,投入到网络芯片等产品的研发。微软在以色列开发的有趣产品之一是SmartNIC,它是一种智能网卡,可加快公司数据中心服务器中的数据传输速度。该卡本身可以承担一些必要的任务,从而减轻了服务器中央处理单元的负担。Microsoft当前使用Mellanox的SmartNIC产品。但是它的长期目标是用自己的产品替换那些产品。
Google于2016年宣布了其首个定制机器学习芯片Tensor Processing Units(TPU)。Google目前正在提供第三代TPU作为云服务。Google这些年越来越重视芯片,已聘请英特尔前高管Uri Frank来领导其定制芯片部门。定制芯片一直是Google构建高效计算系统战略不可或缺的一部分。此外,设计定制服务器芯片将有助于谷歌云与微软Azure和AWS竞争。
这些 科技 巨头自研芯片的这种趋势在一定程度上反映出,目前的 科技 巨头与过去的数据中心运营商有多么不同。过去的数据中心运营商没有资源投入数亿美元设计自己的芯片。现在定制芯片的激增可以进一步降低先进计算产品的成本并引发创新,这对每个人都有利,不止他们自己,还有为之提供服务的厂商们。
云厂商陆续加入定制化芯片开发这个新行列,将衍生出更多的业务需求。那么,所有的ASIC资金将流向何方? 这其中明显的受益者就有芯片设计服务、EDA/IP需求、代工需求等等,尤其是那些耳熟能详的知名大厂商,然而还有一些隐藏不被大家熟知的设计服务业的受益者 。总而言之,处于这些需求赛道中厂商们都可能从定制芯片项目中获利。
首先,这些造芯新进者缺乏半导体设计相关的积累,势必会路生。因为芯片开发流程众多,包括产品定义、前端电路设计、后端物理实现、制造工艺、封装等多个环节,而且还常常需要组合多种不同功能的IP,使得设计难度进一步加大,并不是所有IC设计公司对这些技术都有深入的了解。于是就需要设计服务厂商的帮助。
在这其中,如博通、Marvell、联发科、Socionext(富士通和松下的LSI业务组合)等提供设计服务的公司将成为明确的受益者。尤其是博通,据了解,国内外大多数知名的厂商都在使用博通的设计服务。博通在全球芯片设计服务方面都占据很高的比例。
JP Morgan分析师Harlan Sur指出,博通不只协助设计芯片,也提供芯片生产、测试、封装的关键知识产权。博通已经在网络设备和无线芯片领域拥有大量业务,每年可能从谷歌和其他公司获得高达10亿美元的收入,用于制造运行服务器的定制芯片。博通一直默默协助Google TPU研发生产,据外媒报道,谷歌的第四代TPU芯片也已获得博通的服务设计,并开始与Alphabet旗下的谷歌设计第五代处理器,该处理器将使用更小的5nm晶体管设计。
始于谷歌,博通现在也在帮助Facebook,微软,Ericsson,诺基亚,阿里巴巴,SambaNova(斯坦福大学学者组建的初创公司)和其他大型公司提供了定制芯片,可用于多种用途。
Marvell的ASIC定制业务也越来越庞大。2019年5月,Marvell也宣布与格芯已达成协议,将收购格芯专用集成电路(ASIC)业务Avera Semiconductor。据悉,该业务单元帮助芯片设计师研发全定制芯片中的半定制芯片。Marvell希望通过面向5G运营商,云数据中心,企业和 汽车 应用的新5nm产品来撼动定制ASIC芯片市场。
另一方面,Marvell几年来一直在销售基于ARM技术的称为ThunderX的芯片家族。在向微软和其他公司销售这种芯片数年之后,Marvell现在被要求为微软定制一个版本,Sur相信,这是一款云计算芯片。而且微软正在与Marvell合作开发其下一代ThunderTh3(TSMC 7纳米)项目。
联发科早在2011年就开始提供ASIC设计服务,这几年也加强了ASIC设计服务的业务。2018年初,联发科正式宣布大力拓展ASIC设计服务业务,服务对象主要面向系统厂商和IC设计公司。联发科ASIC设计服务部门是一个独立部门,据悉,其ASIC设计服务最先看好的就是向产业链上游芯片设计板块渗透的互联网巨头们,而这些互联网或终端巨头引导着上游芯片业的走向,也占据着产业链整体利润的大头儿。这些对于未来的IC设计服务业务来说,具有很大的吸引力。
创意电子(GUC)是一家客制化IC服务厂商,背靠第一大股东台积电,其封装技术较为先进。创意电子独特地结合先进技术、低功耗与内嵌式CPU设计能力,且搭配与台积公司(TSMC)以及各大封测公司密切合作的生产关键技术,适合应用于先进通讯、运算与消费性电子的ASIC设计。
世芯电子(Alchip)亦从事ASIC服务。据其官网介绍,世芯电子能专精、快速交付最先进的ASIC方案给客户,在16纳米、12纳米、7纳米等节点制程技术上其皆是最快成功实现的业者,拥有可靠的实证纪录。
科创板上市公司芯原微电子(上海)股份有限公司(芯原股份)是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。据其官网介绍,芯原在图形处理器、神经网络处理器、视频处理器等方向有丰富的IP组合。
摩尔精英(MooreElite)则为客户提供从芯片定义到产品实现的全流程设计服务,与多家IP供应商和十几家晶圆代工厂紧密合作,为客户打造一个全面的设计云平台,基于长期打磨验证的设计流程和方法学,在边缘AI、云端大数据训练、消费电子、工业系统、网络计算SoC等不同应用领域有多年的技术积淀和可产品化的解决方案。
中国2000多家芯片公司,大多在摸着石头过河,可以说,这是一个非常有潜力的市场,据Gartner参考文献预测2020年ASIC市场将约为$ 27B。专注的高端ASIC供应商将带来巨大的商机。
除了芯片设计服务,这些芯片厂商大多使用Arm的IP,ARM可通过使用其IP开发定制处理器来收取许可和特许权使用费收入。据Axios的一篇报道,谷歌正在研发一款处理器,该处理器将为其2021 Pixel 手机和未来的chromebook提供动力。这款代号为Whitechapel的处理器据称拥有8颗ARM CPU内核,采用了三星的下一代5纳米制造工艺,并包含用于提高谷歌助手性能的专用电路。
定制芯片还要一些EDA/IP厂商来提供辅助性芯片设计服务,Cadence以及Synopsys毋庸置疑的可从中获利。早在2018年,Cadence就与Google,Microsoft,Amazon合作开发基于云的EDA工具,这些工具可以在云中运行,并且可以提供高水平的峰值性能。Synopsys也与Google Cloud合作以广泛扩展基于云的功能验证。
而所有这些芯片的设计开发,对代工厂来说也是一大好消息。诸如台积电和三星等芯片代工厂已经使从事定制芯片项目的 科技 公司能够轻松访问尖端的制造工艺。台积电已在生产谷歌的TPU和微软的HPU等芯片。去年11月,据日经亚洲报道,台积电正在与Google和AMD合作开发一种新的芯片封装技术3DFabric,该服务包含一系列3D硅堆叠和封装技术。预计首批SoIC小芯片将在2022年投入量产。台积电希望向其主要客户提供其先进的后端服务。
台积电此举当然不是在试图取代传统的芯片封装厂商,而是旨在为金字塔顶端的那些高端客户提供服务,以便笼络住财力雄厚的芯片开发商。当年台积电凭借封装服务拿下了苹果的大单,直到现在,台积电的大部分芯片封装收入仍来自苹果。如今在云计算任务比以往更加多样化和苛刻的时代下,定制芯片对高端封装的要求更高。如果能为谷歌、亚马逊等这些厂商提供高端服务的话,或许将是另外一笔大收入。
不止云厂商,还有苹果的M1芯片和特斯拉的FSD芯片等等,ASIC芯片已是大势所趋。设计ASIC芯片需要大量的资金投入,并且需要频繁更新以确保采用新技术和制造工艺。 科技 巨头将为这项技术而战,ASIC服务商们也不轻松。
型号:LTC2954CTS8-2#TRMPBF电源电压范围:27-264V
VIN供电电流:6-12µA
VIN欠电压锁定:22-25V
VIN欠压锁定滞后:50-700 mV
ONT上拉电流:–24 to–36µA
ONT下拉电流: 24-36µA
内部开启解除抖动时间: 26-41 ms
额外的可调节开启时间: 9-135 ms
PDT上拉电流:–24 to –36µA
PDT下拉电流:24-36µA
LTC2954CTS8-2#TRMPBF应用:
按钮电源路径控制
便携式仪表
刀片服务器
便携式客户服务PDA
台式机和笔记本电脑
LTC2954CTS8-2#TRMPBF说明:
LTC2954CTS8-2#TRMPBF是一个按钮开/关控制器,通过按钮接口管理系统电源。启用输出切换系统电源,而中断输出提供解除抖动的按钮状态。中断输出可用于菜单驱动的应用程序,以请求系统断电。断电输入允许微处理器或系统重置启用输出,从而有效地使系统断电。独立可调的开启和关闭定时器可可靠地按下按钮控制启用输出,并防止系统电源的意外切换。
LTC2954CTS8-2#TRMPBF在27V至264V的宽输入电压范围内工作,以适应各种输入电源。非常低的静态电流(通常为6µA)使LTC2954CTS8-2#TRMPBF非常适合电池供电的应用。该零件有两种版本可供选择,以适应正极或负极启用极性。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)