10.2.1 多芯并行
从系统端出发，首先将复杂功能进行分解，然后开发出多种具有单一特定功能、可相互进行模块化组装的裸芯片，如实现数据存储、计算、信号处理和数据流管理等功能，并最终以此为基础，建立一个Chiplet的芯片网络。多芯并行技术路线如图10- 3所示。
图10-3 多芯并行技术路线
搭积木造芯片的模式名叫Chiplet，它是一类满足特定功能的die，被称为模块芯片。Chiplet模式是通过die-to-die内部互连技术将多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起，构成多功能的异构芯片的模式（图10-4）。理论上讲，这是一种短周期、低成本的集成第三方芯片（例如I/O、存储芯片、NPU等）的技术。
图10-4 Chiplet模块芯片示意图
2018年，在美国航空航天局（NASA）“高性能科学计算”（HPSC）项目支持下，ARM公司与密歇根大学合作开发一种基于ARM的新型航天器处理器技术，该技术被称为HPSC Chiplet。
1）HPSC项目目标
在太空中，辐射会干扰甚至损害电子电路，这使得抗辐射加固、多处理器、高可靠计算系统对深空探测至关重要。2011年，NASA启动了HPSC项目，以应对现有空间计算能力不能满足现阶段和未来NASA任务所需处理能力的要求。
2）HPSC项目管理
HPSC项目由NASA空间技术任务局和科学任务局内的“游戏改变发展”计划提供资金支持，由波音公司牵头，密歇根大学和ARM公司参与其中。整个HPSC项目由喷气推进实验室管理，Chiplet的采购由戈达德空间飞行中心管理。此外，空军研究实验室、空间飞行器局也在该项目上进行了密切合作，以确保Chiplet与他们的任务要求相关。
3）HPSC Chiplet
该SoC系统包含一个用于处理高吞吐量计算的高性能子系统，一个用于时序关键应用的实时处理子系统，以及一系列可用于创建多芯片系统或与传感器和执行器的互连，如图10- 5、图10- 6所示。
图10-5 多芯并行配置
图10-6 HPSC多芯并行架构
ARM公司提供了一个强大的实时处理器（Cortex-R级处理器），可用于硬件实时计算，在低功耗设计中的优势将促进节能且实现高性能科学计算（Cortex-A级处理器），服务质量能力（QoS/QVN）提供了一种管理片上资源需求的机制，TrustZone技术则为空军部署提供了子系统的隔离和安全性。
尽管当今航天器的运行系统都经过了抗辐射加固，但是并不具备现代处理器的性能。HPSC Chiplet的抗辐射加固设计将在更小、更轻的封装中提供与当前系统相当的可靠性，极大地提高了计算能力和能效。HPSC Chiplet驱动的系统将采用现代高能效的ARM系统级芯片设计取代数十年前的处理器技术，并将提供比当今航天器中更大数量级的计算机处理能力。这将使机载自主性、宇航员辅助和高带宽传感器数据处理等功能得到增强，并可为日益智能化的航天器提供一条前进的道路。