Un chiplet es una unidad funcional de silicio, fabricada individualmente, que encapsula una porción específica de la funcionalidad de un procesador o sistema. A diferencia de un System-on-Chip (SoC) monolítico, donde todas las funciones (CPU, GPU, memoria, I/O) se integran en un único dado de silicio, los chiplets permiten descomponer estas funcionalidades en componentes más pequeños y especializados. Estos chiplets se ensamblan en un único paquete utilizando tecnologías avanzadas de interconexión, como puentes de silicio (silicon interposers) o enlaces de alta velocidad (por ejemplo, UCIe - Universal Chiplet Interconnect Express), para comunicarse entre sí como si fueran parte de un chip monolítico.
La implementación de chiplets es prominente en la industria de semiconductores de alto rendimiento. AMD ha sido un pionero significativo con sus arquitecturas Zen para CPUs (Ryzen, EPYC) y RDNA 3 para GPUs (Radeon RX 7000 series), donde los 'Core Complex Dies' (CCDs) o 'Graphics Compute Dies' (GCDs) son chiplets que se interconectan con 'I/O Dies' (IODs) dentro del mismo paquete. Intel también está adoptando esta estrategia con sus procesadores 'Meteor Lake' y 'Sierra Forest', utilizando una arquitectura 'tile-based' que es esencialmente una implementación de chiplets. Otros ejemplos incluyen soluciones de networking y aceleradores de IA que combinan diferentes tipos de chiplets para optimizar rendimiento y costos.
Para un Arquitecto de Sistemas, los chiplets son cruciales por varias razones estratégicas. Permiten una mayor flexibilidad en el diseño y la fabricación, ya que diferentes chiplets pueden fabricarse en nodos de proceso óptimos para su función específica (por ejemplo, CPU en el nodo más avanzado, I/O en un nodo más maduro y económico). Esto reduce costos y mejora el rendimiento y la eficiencia energética. Además, facilitan la escalabilidad, la reutilización de IP y la personalización, permitiendo a los arquitectos ensamblar sistemas a medida para requisitos específicos. Sin embargo, introducen nuevos desafíos en la gestión de la latencia y el ancho de banda de la interconexión entre chiplets, la disipación térmica y la complejidad del empaquetado. La elección de una arquitectura de chiplets frente a una monolítica implica un trade-off entre la optimización de costos/rendimiento/flexibilidad y la complejidad de diseño/integración.