“工程师需要新的互连和内存架构来降低下一代芯片和系统的成本与复杂度。” Marvell首席执行官Dr. Sehat Sutardja日前在旧金山举行的国际固态电路会议(ISSCC)上发表主题演讲时表示。Dr. Sutardja承诺在今年年底之前推出基于他亲自参与设计的MoChi互连和高速缓存的原型芯片。
在芯片制造成本不断上升的背景下，这项研发计划将帮助Marvell利用它所掌控的封装与软件技术开发出差异化的创新芯片。据Dr. Sutardja预计，由于需要多图案光刻技术，到2018年，设计一款新芯片需要的掩模组件成本将达1000万美元， 有人甚至认为这一数字还会更高。
“掩模成本的急剧上升最终将触碰到包括Marvell在内的许多公司的心理底线。”他指出。
图1：Marvell首席执行官Dr. Sutardja给这些年有些波澜不惊的ISSCC带来了硅谷的新观点。(照片来源：EE Times/Rick Merritt)
正在研发中的MoChi互连芯片是基于运行速度高达8Gbps甚至更快的ARM AXI链路，它可以保持很低的芯片到芯片时延。MoChi链路可以将多个芯片以菊花链的形式连在一起，并且可以实现紧凑型串行/解串器(micro-serdes)和低摆幅差分信令。
Marvell已经在商讨谈判，将MoChi许可给一家FPGA制造商和多家日本合作伙伴。不过目前还没有计划使MoChi成为一项行业标准。
“我们只许可给跟我们关系密切的合作伙伴……如果我们推广范围太大，容易使人产生困惑，因为我们正在对许多方面进行改进。”Dr. Sutardja在会后接受采访时表示。
Marvell目前对其终级高速缓存(Final-Level Cache，简称FLC)技术采取较为封闭的策略。FLC旨在实质性地减少系统中所需DRAM主内存的数量，转而用小型高速DRAM缓存和固态硬盘存储器层取而代之。
Dr. Sutardja指出，FLC可以将系统中所需的主内存减少至原来的1/10，从而实现更低成本、更轻重量和更高性能的产品。他将该技术称为一种虚拟化的内存方法，该技术最初是预留出售给他的OEM客户。
“目前FLC还是一个封闭的系统，在相当长一段时间内我们不会向第三方提供许可，因为其价值要在系统中才能体现。”他表示。
图2：Marvell的FLC可以减少DRAM的数量，转而更多地依赖固态硬盘和普通硬盘。
图3：Marvell表示MoChi链路可以通过无线方式和其它外设连接移动应用处理器。
上述两项研发计划项目都是Marvell首席执行官Dr. Sutardja在过去几年中利用周末时间推进的，他最初入行时的职位就是模拟电路工程师。现在由超过100位Marvell员工组成的一个团队正在对这些技术进行仿真测试。
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业界看好Marvell大胆创新和MoChi的潜力
最初业界的反应有褒有贬，许多人表示支持这一大胆的创新，也有人对能否成功持观望态度。他们指出，业界已见过许多系统级封装概念以及采用新存储分层架构的实验系统。
“我不能确定MoChi是不是有别于今天我们见过的其它技术。”Linley Group公司高级分析师Mike Demler表示。
他指出，Dr. Sutardja的PPT显示未来智能手机处理器可以使用MoChi链路连接单独的无线与外设芯片(上图3)，就像它们今天用PCIE达到的效果一样。Demler还提出了使用固态硬盘作为主存储设备带来的潜在可靠性问题，因为固态硬盘读/写寿命相对而言更有限。
FLC方法需要得到操作系统的支持才能发挥它的全部潜力，但即使是用现有的代码也能获得很大的好处，Dr. Sutardja介绍说。据透露，虚拟主内存的想法是这位Marvell首席执行官在盯着PC上的任务管理器屏幕时突然闪过脑海的。
“大多数进程处于空闲状态——0%——合计起来这些空闲进程占据了大量昂贵的DRAM。我认为也许可以只用较少的DRAM缓存活动进程，把不活跃的进程留在更便宜的存储器中。”
图4：Dr. Sutardja表示，在未来的2.5D芯片堆叠结构中，MoChi和FLC可以级联起来使用。
Marvell进行的测试表明，FLC可以提供不错的缓存失效率(上图)。MoChi互连可以支持和实现针对发展中国家市场的100美元笔记本电脑的长期蓝图，Sutardja补充道。
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