备受AI芯片与汽车芯片追捧的NoC IP

电子发烧友网报道（文/周凯扬）通常来说，IC在设计之初会采用专用的点对点式连接，单条线对应每个型号。可在复杂大规模的芯片设计，比如多核心SoC芯片中，这种方式就导致了高密度的网络拓扑结构，从而在物理设计上造成了不少限制。

芯片模块之间的互联占据了大部分面积，即使在先进工艺下，也会限制其性能和功耗。所以不少芯片开始采用共享总线的方案，但这套方案往往针对的是计算核心、子系统或内存这样的IP模块共用一条总线，虽然硬件开销小，但决定其扩展性的带宽就无法保障了。

因此NoC这一片上网络的通信结构被提出，旨在为SoC中的不同区块建立通信，多信号在NoC上共享连接，而不会损失性能。所以如今不少公司一旦SoC核心数一多，或者想要进一步提升扩展性时，往往都会找到NoC IP供应商，尤其是在进行复杂的汽车芯片、AI芯片与服务器芯片时。

在英特尔于2018年收购了NetSpeed，Meta于2019年收购Sonics后，市面上的第三方NoC IP供应商就不多了，较大的基本只剩下Arteris一家。而Arteris的FlexNoC，也成了不少设计厂商首选的NoC IP。甚至于英特尔在收购了NetSpeed后，Altera的FPGA，乃至Mobileye的汽车芯片EyeQ3和EyeQ4等仍在使用Arteris的IP，用于维持芯片低延迟的同时连接SoC中多个异构视频与图像处理单元。

当SoC中不同的模块IP需要互相传输数据时，FlexNoC将IP的NoC信号转换为数据包，让不同的IP之间互相通信。同时，Arteris还有用于保证缓存一致性的Ncore、降低DRAM读写次数的CodaCache等一众SoC设计。Arteris的IP对处理器架构支持非常广泛，主流的ARM、RISC-V、ARC、MIPS等都已经达成支持。

虽然市面上也还有Signature IP、Truechip之类的厂商提供NoC IP方案，但从设计合作案例数目来看，第三方NoC IP厂商可以看作是Arteris一家独大了。如今的FlexNoC已经迭代到了第五代，根据Arteris的说法，该系列IP的芯片出货量已经达到30亿颗。AI芯片、服务器芯片、汽车芯片厂商有不少都和Arteris达成了合作，单是今年，就有SiFive、Tenstorrent、Axelera AI和ASICLAND等公司与其达成了授权合作。

海思、瑞芯微、全志等国内移动芯片厂商，包括博世、NXP、瑞萨、地平线和上面提到的Mobileye等汽车芯片厂商，也都曾在其SoC设计中应用了Arteris的FlexNoC IP。对于汽车芯片厂商来说，直接购买经过验证的IP不仅能显著降低设计时间，也能尽快使其通过ISO 26262功能安全认证。

写在最后

除了第三方NoC IP之外，如果是Armv9架构的话，也有CoreLink NI-700这一NoC互联方案，可以与Arm CPU、GPU和NPU IP完美搭配，相比传统的crossbar方案可将线束减少30%。不过在汽车SoC的IP集成上，Arm和Arteris也是合作关系。

从被收购的Sonics前CTO和联合创始人Drew Wingard的Linkedin页面看来，其目前仍在Reality Labs的SoC团队岗位上，所以笔者猜测应该Meta对于NoC的应用还是在AR/VR SoC芯片上。虽然如今Meta的AR/VR产品内用到的仍是高通的SoC，但毕竟高通也是Arteris FlexNoC的支持者，甚至收购过Arteris的一部分NoC技术资产，所以很有可能用于进一步提高AR/VR芯片的性能。