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Chiplet Interconnect 3.0は、複数の小型チップ（チップレット）を高速で接続する最新の相互接続技術です。2025年に標準化された第3世代規格では、データ転送速度が大幅に向上し、レイテンシの削減と電力効率の改善を実現しています。
配線技術
信号伝送
電源管理
Chiplet Interconnect 3.0の開発は、ムーアの法則の限界とモノリシックチップ製造コストの増大に対する解決策として進められました。
従来技術の課題：
Chiplet 3.0のアプローチ：
階層構造：
レベル1: Die-to-Die（D2D）
├── 超短距離接続（<2mm）
├── 並列バス構成
└── 帯域幅重視
レベル2: Package-to-Package（P2P）
├── 短距離接続（2-10mm）
├── シリアル/パラレル混在
└── レイテンシ最適化
レベル3: Board-to-Board（B2B）
├── 中距離接続（10mm以上）
├── 高速シリアル伝送
└── 信頼性重視
1. Advanced Packaging技術
2. インターフェース標準
// UCIe準拠インターフェース例
class ChipletInterface {
// 物理層
PhysicalLayer phy {
.lanes = 64,
.speed = 128_GT_s,
.encoding = PAM4
};
// プロトコル層
ProtocolLayer protocol {
.type = UCIe_3_0,
.crc = true,
.retry = adaptive
};
// トランザクション層
TransactionLayer transaction {
.ordering = relaxed,
.qos_levels = 8,
.virtual_channels = 16
};
};
AMD EPYC 9000シリーズ：
Intel Xeon 6：
NVIDIA H200：
分解型サーバー構成：
構成例:
計算チップレット:
- CPU: 8チップレット
- GPU: 4チップレット
- NPU: 2チップレット
メモリチップレット:
- HBM: 8スタック
- DDR5: 16チャネル
I/Oチップレット:
- PCIe 6.0: 128レーン
- CXL: 32ポート
- Ethernet: 800GbE x4
スマートフォンSoC：
| テスト項目 | Chiplet 3.0 | Chiplet 2.0 | モノリシック | |-----------|------------|------------|-------------| | 帯域幅 | 2TB/s | 500GB/s | 1TB/s | | レイテンシ | 2ns | 5ns | 1ns | | 電力効率 | 0.5pJ/bit | 2pJ/bit | 1pJ/bit | | 製造コスト | 60% | 80% | 100% |
チップレット数とパフォーマンス：
1. 機能別分割
2. プロセスノード最適化
高性能ロジック: 3nm/2nm
アナログ/RF: 7nm/14nm
I/O PHY: 7nm/10nm
パワーマネジメント: 28nm
ホットスポット管理：
冷却ソリューション：
1. 信号品質劣化
2. チップレット間同期失敗
3. 熱暴走
2026年予定仕様：
シリコンフォトニクス：
カーボンナノチューブ配線：
UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）：
OCP（Open Compute Project）：
| 技術 | 用途 | 帯域幅 | レイテンシ | 成熟度 | |------|------|--------|-----------|--------| | Chiplet 3.0 | Die間接続 | 2TB/s | 2ns | 製品化 | | HBM3E | メモリ接続 | 1.2TB/s | 15ns | 量産中 | | PCIe 6.0 | 拡張スロット | 256GB/s | 100ns | 展開中 | | CXL 3.0 | メモリ拡張 | 128GB/s | 50ns | 初期段階 |
Chiplet Interconnect 3.0は、半導体設計の新たなパラダイムを確立し、ムーア法則後の性能向上を可能にする重要技術です。モジュラー設計による柔軟性、コスト削減、性能最適化を実現し、次世代コンピューティングの基盤となっています。標準化の進展により、異なるベンダー間でのチップレット相互運用も現実のものとなりつつあります。