AMBA C2C：面向 chiplet 互联的统一 AMBA 基础规范

在这篇博客文章中，我们将介绍 AMBA C2C，这是一项正在与 AMBA 生态系统共同开发的新规范。它为在芯粒（chiplet）之间连接 AMBA 协议（包括 AMBA AXI 和 AMBA CHI）提供了统一且可扩展的方法。

不断演进的 C2C 格局

芯粒技术和 AI 正在快速发展，带来新的优势和协议需求。

AMBA CHI C2C 作为芯粒和芯片间（C2C）互连的基础协议已建立起强劲的发展势头 。它尤其适合完全一致性的先进异构计算和超级芯片（superchips）。

然而，芯粒涵盖更广泛的使用场景。这些场景包括内存扩展、IO 和加速器挂载，以及先进的异构系统。每个使用场景在功能、性能、带宽效率和实现复杂度方面都有不同的需求和权衡。

AMBA CHI C2C 已通过 属性协商机制支持实现复杂度的可扩展性。实现可以只支持其所需的能力，同时保持跨芯粒类型、供应商和世代的互操作性。

我们与生态系统的持续合作凸显了一个额外的重要需求。许多芯粒并不需要先进一致性系统的完整功能集，而是需要一种更简单的 C2C 互连方式。这对庞大的基于 AXI 的现有设计尤为重要。这些设计可以从芯粒所带来的更高复用性和可组合性中受益。

自2023 年我们首次推出 AMBA CHI C2C 以来，这一直是一个重要的关注领域。当时我们讨论了 C2C 互连如何扩展到更简单的、通常基于 AXI 的使用场景。此后合作伙伴的反馈进一步强化了对 AMBA 协议采用统一且趋同的 C2C 方式的需求。这种方式同时涵盖 CHI 和 AXI，而不是各自独立的、针对特定协议的单一解决方案。

推出 AMBA C2C

为了应对这些不断演进的需求，我们正在开发 AMBA C2C。

AMBA C2C 建立在 AMBA CHI C2C 的成功基础之上。它为包括 AXI 和 CHI 在内的 AMBA 协议提供了统一且可扩展的 C2C 基础。

AMBA C2C 的核心是协议子集。通过定义子集，使协议功能集和复杂度能够在不同使用场景之间扩展。例如，设备或加速器挂载子集可以支持与基于 AXI 的 IO 和非一致性流量相匹配的更简单需求。更高级的子集则可以支持一致性和异构系统所需的更丰富的功能。

AMBA C2C 使用定义好的协议子集，在不同使用场景之间扩展功能和实现复杂度。这些子集可以与片上协议（如 AXI 和 CHI）保持一致。然后 AMBA C2C 定义了这些协议如何被封装以进行芯片间传输。封装针对每个子集进行了优化，同时为 AXI 类和 CHI 类流量提供统一的方法。

互操作性仍然是该架构的基础。AMBA C2C 建立在 AMBA CHI C2C 引入的属性协商机制之上。该机制使具有不同能力的实现能够在芯粒类型、供应商和世代之间实现互操作，包括向后和向前兼容。

面向不断演进行业的分层架构

开放的小芯片（chiplet）生态系统需要开放的标准和清晰的分层标准化方法。这包括将协议与底层传输明确分离。

这是 UCIe 及更广泛生态系统已采用的一种成熟行业模式。例如，AMBA CHI C2C 使用 UCIe Streaming，如讨论所述，详见UCIe 1.1 规范发布公告。

类似地，PCIe 和 CXL 协议也可以通过 UCIe 传输。最近，UALink 也采用了类似的分层架构。它在定义协议功能的同时定义了打包策略，并将其与底层数据链路层和物理层分离。

AMBA C2C 遵循同样的原则。AMBA 定义协议和打包机制，而 UCIe 等传输方式提供底层的裸片到裸片（die-to-die）连接。这使 AMBA C2C 能够与多种裸片到裸片及芯片到芯片的传输方式配合工作。更重要的是，它提供了一个清晰的架构边界，使 AMBA 协议和底层传输技术能够持续快速演进。

图 1：通过 AMBA C2C 在 UCIe 上传输 AMBA 协议。

对于 AMBA AXI 而言，这种分离尤为重要。AXI 在整个行业中被广泛采用，并持续演进。然而，与基于数据包的协议不同，AXI 定义的是接口行为而非原生数据包格式。AXI 还具有高度可配置性，不同实现的能力各不相同。因此，通过 C2C 链路传输 AXI 需要一个架构定义。该定义规定了承载哪些 AXI 语义以及如何对它们进行打包。该定义必须随 AXI 本身一同演进。

综合起来

AMBA C2C 是 AMBA 的 C2C 工作的下一步演进。它建立在 AMBA CHI C2C 的基础上，并将这一方法扩展到更广泛的基于 AMBA 的小芯片系统。

AMBA C2C 提供了一个通用基础，可以从简单的基于 AXI 的设计扩展到先进的、基于 CHI 的完全一致性的异构系统。互操作性已内置于架构之中。

AMBA C2C 遵循数十年来支撑 AMBA 生态系统的开发和授权模式。我们正与行业合作伙伴协作开发它。该规范将免费提供、免版税且架构中立。几十年来，这一模式帮助 AMBA 确立了可靠且值得信赖的行业基础地位。它推动了广泛采用、繁荣的生态系统以及多样化的兼容解决方案市场。

我们期待继续与行业合作，构建一个开放、可互操作的小芯片生态系统，让 AMBA C2C 与互补的行业标准共同演进。