Este es el primer SoC RISC-V a 5 nm, ¡con memoria HBM3!

Este es el primer SoC RISC-V a 5 nm, ¡con memoria HBM3!

Rodrigo Alonso

SiFive ha anunciado que su división OpenFive ha logrado crear con éxito el primer sistema en chip (SoC) de la compañía con la tecnología de proceso N5 a 5 nm de TSMC que además utiliza memoria HBM3 a 7,2 Gbps. El SoC se puede utilizar para aplicaciones de IA y HPC y los clientes de SiFive podrán personalizarlo aun más para satisfacer sus necesidades. Además, los elementos de este SoC se pueden licenciar y utilizar para otros diseños de N5 sin ningún esfuerzo.

El SoC contiene núcleos SiFive E76 de 32 bits para IA, microcontroladores, edge-computing y otras aplicaciones relativamente simplistas que no requieren una precisión total. Utiliza interfaz D2D (die-to-die) de OpenFive para paquetes 2.5D, así como el subsistema de memoria HBM3 que incluye un controlador y un PHY que admite velocidades de transferencia de datos de hasta 7,2 Gbps.

El primer SoC RISC-V a 5 nm y con memoria HBM3

El anuncio representa un gran hito para SiFive y OpenFive, ya que el SoC es el primer dispositivo basado en RISC-V que se fabrica con un nodo de 5 nm. Mientras tanto, el anuncio también contiene dos hechos interesantes: el primero es, por supuesto, la implementación de OpenFive de una solución HBM3 y una expectativa de velocidad de transferencia de datos bastante audaz (el doble con la HBM2E más rápida disponible en la actualidad). El segundo es la interfaz D2D de OpenFive para chiplets que utiliza señales NRZ de 16 Gbps con arquitectura de reenvío de reloj, compuesta por 40 IO por canal y que proporciona un rendimiento de hasta 1,75 Tbps/mm.

OpenFive

El diseño actual casi nunca se utilizará «tal cual», pero las partes interesadas en construir un SoC RISC-V de 5 nm de alto rendimiento para aplicaciones de IA o YPC pueden tomarlo como diseño base para construir el suyo propio o con tecnología de terceros, como por ejemplo aceleradores personalizados, núcleos con capacidad FP64 de alto rendimiento, etc.

Hay que recordar que RISC-V está asociado a estándares abiertos, así como al software libre. Esto implica que quien licencie este SoC de OpenFive tendrá libertad total de utilizarlo para lo que quiera y de ejecutar los programas como desee, así como de cambiar el código fuente y redistribuir y licenciar sus propias copias si así lo desea.

De forma alternativa, los tres componentes clave del SoC implementados utilizando el nodo N5 de TSMC (el núcleo E76, la interfaz D2D y su implementación física que incluye PLL incorporado, controladores de salida programables y máquinas de estado de entrenamiento de enlaces, y por supuesto la memoria HBM3 con su controlador, E/S y PHY) se pueden licenciar por separado, según lo que le interese a cada cliente.

La litografía N5 de TSMC va viento en popa

El hito de que ya hayan logrado construir el primer SoC con éxito significa que la documentación del chip ya se ha enviado a TSMC para que comiencen con su fabricación, lo cual se espera que suceda en algún momento de este segundo trimestre de 2021.

TSMC-5-nm

Este anuncio es especialmente importante ahora que la escasez de chips está en boca de todos los jugadores de esta industria, ya que podría significar que TSMC vuelve a tener «hueco» para aceptar nuevas peticiones en su nodo de fabricación de 5 nm. También es potencialmente posible que OpenFive tuviera reservada esa capacidad en TSMC desde hacía tiempo, pero siendo como es un fabricante / diseñador de chips que obviamente está bastante por detrás de los principales integrantes como pueden ser AMD o NVIDIA, consideramos que es poco probable que tuvieran dicha reserva.

¿Está TSMC aceptando nuevas peticiones? Es algo que no podemos saber, pero lo que es un hecho es que su nodo de fabricación de 5 nm está funcionando al máximo de su capacidad, y parece que así van a seguir las cosas durante bastante tiempo.