小芯片如何改变服务器设计——以及数据中心
小芯片正在重塑CPU设计，使数据中心能够在不增加空间或功耗的情况下实现更多功能。
自50多年前微处理器问世以来，CPU通常被制造为单块硅片。因此，服务器以及容纳它们的数据中心在很大程度上都是围绕这一模式设计的。
然而，这种情况正在开始改变。小芯片——可组合在单个处理器封装中的小型模块化裸片——的日益普及，正在为芯片制造商提供一种构建CPU的新方式。通过提高制造灵活性并实现更专业化的处理器设计，小芯片可能不仅会重塑服务器架构，还会改变数据中心处理计算密度、能效和基础设施规划的方式。
什么是小芯片？
小芯片是一种小型集成电路，旨在在更大的处理封装中执行特定功能。根据设计不同，小芯片可以处理计算、输入/输出（I/O）、缓存、内存连接或特定工作负载加速，例如AI加速。
相关：Microsoft 通过 Azure Maia 300 推进定制 AI 芯片
组合在一起时，小芯片可以提供与传统CPU相同的整体能力。关键区别在于，芯片制造商不是将处理器制造为一块大型单片裸片，而是可以用组装在单个封装中的多个较小裸片来构建它。
小芯片概念已经存在数十年，相关的多裸片方法也并不完全是新事物。但随着芯片制造商寻求更高效的方式来提升处理器性能、管理制造复杂性，并针对不同工作负载扩展设计，其采用在2010年代后期加速。
小芯片的优势
基于小芯片的CPU设计方法具有多项潜在优势。
降低制造成本。与单个大型复杂裸片相比，较小的裸片通常更容易以更高的良率制造。如果单个裸片存在缺陷，其损失通常远小于损失整个单片处理器。针对特定功能设计和优化较小裸片，也比设计一个必须同时处理多种功能的大型芯片更容易。
设计自由度。通过将计算和 I/O 等功能分离到不同的裸片上，芯片制造商可以更高效地为不同类型的工作负载和产品细分市场定制处理器设计。
可能更高的计算密度。在某些情况下，小芯片（chiplet）允许芯片制造商在单个处理器封装中集成更多处理能力，有助于在不增加物理服务器尺寸的情况下实现更强大的服务器。
供应链灵活性。由于较小的裸片通常比非常大的单片芯片更容易、更快速地制造，基于小芯片的设计可能减少一些生产限制。尽管如此，它们并不能完全消除供应链风险，因为先进封装和集成本身也可能造成瓶颈。
相关：AMD 将以 82 亿美元收购 World Labs，以推进 AI 模型和机器人技术
简而言之，小芯片可以帮助芯片制造商更容易地扩展处理器设计、提高良率，并针对不断增长的需求优化硬件。
小芯片对数据中心意味着什么？
尽管小芯片直接影响处理器设计，但其影响可能远远超出芯片本身。
一个重要影响是数据中心内部计算密度可能提高。如果小芯片允许服务器供应商在单个服务器平台内提供更多处理能力，运营商可能能够在不以同样速度扩大物理占地的情况下支持更繁重的工作负载。
从历史上看，更高的计算密度往往意味着更高的功耗和更大的冷却需求。小芯片并不会自动解决这个问题。然而，如果它们能够实现更高效的处理器设计或更好的每瓦性能，就可能有助于抵消更密集计算环境通常带来的一些基础设施压力。
因此，小芯片被更广泛采用的一个关键结果，可能是数据中心能够支持更高的 IT 负载，而不需要按比例增加更多空间或电力。在这种情况下，现有设施可能变得更有价值，因为运营商将能够利用已有基础设施完成更多工作。
相关：数据中心中的 GPU（图形处理器） 寿命：物理寿命与经济寿命
小芯片还可能通过为制造商在处理器设计和生产方面提供更大的灵活性，帮助降低服务器采购延迟的风险。这并不能完全消除供应链挑战，但随着时间的推移，它可能会使采购 CPU 和服务器变得稍微容易一些。
从长远来看，小芯片还可能促进更多专用服务器设计。随着芯片制造商获得灵活性，可以混合和匹配针对不同功能优化的裸片，服务器平台可能会越来越针对 AI、分析、存储或高性能计算等工作负载进行定制。这将为数据中心运营商提供更多选择，但也可能使基础设施规划比现在更加针对特定工作负载。
值得关注的转变
小芯片不再是一个未来概念。它们已经成为现代处理器设计的重要组成部分，尤其是当芯片制造商寻找提高性能和效率的新方法时。
对于数据中心来说，最大的影响可能不是来自小芯片本身，而是来自它们所支持的服务器。如果基于小芯片的设计继续提高计算密度、效率和工作负载专用性，它们可能在塑造下一代数据中心基础设施方面发挥重要作用。
关于作者
Christopher Tozzi 是一位技术分析师，在云计算、应用程序开发、开源软件、虚拟化、容器等方面拥有专业知识。他还在纽约州奥尔巴尼地区的一所主要大学授课。他的书《For Fun and Profit: A History of the Free and Open Source Software Revolution》由 MIT Press 出版。
转载声明：本文为转载整理，原文版权归原作者及原站点所有。
原文来源：Datacenter Knowledge
原文作者：Christopher Tozzi；如有侵权，请联系管理员删除。
