獨家直擊｜AWS同步研發晶片軟件 加快迭代 獨家直擊得州實驗室 逐一測試台積電矽晶圓
原文刊於信報財經新聞「CEO AI⎹ EJ Tech」
數據中心算力離不開晶片，亞馬遜（Amazon）旗下安納普爾納實驗室（Annapurna Labs），專門為亞馬遜網絡服務（AWS）設計各款自家晶片，本報獲邀為本港媒體獨家參觀奧斯汀這座實驗室，見證各種晶片開發過程；而實驗室成功秘訣，在於設計晶片時同步開發軟件，加快迭代。
安納普爾納實驗室於2011年成立，名稱源自喜馬拉雅山脈第十高峰「安納普爾納峰」，公司在2015年獲亞馬遜收購。據本報記者現場所見，實驗室由多個工作站組成，工程師身邊布滿線纜，利用工具組裝電路板，以專用顯微鏡觀察晶片組件，為晶片、伺服器等各層級測試。
實驗室負責人克里斯多福金（Kristopher King）介紹，當製造商台積電送來首批矽晶圓後，員工將逐一測試每顆裸晶（Die），確保運作後才開始量產及封裝。同時，團隊也會做失效分析、反覆測試、實驗及偵錯。他把晶片與記憶體比喻為兩座城市，所謂「訊號完整性」（Signal Integrity）測試，就是在檢查兩座城市間的道路品質，例如沿途有否坑洞、雙線還是四線行車等。
特製防震桌 保護測量過程
克里斯多福金續稱，客製化晶片投入全量產之前，通常不需要極多次的實體晶片迭代。因為團隊在設計初期，就使用Synopsis等電子設計自動化（EDA）工具，採取大量的軟件模型模擬。實驗室測試目的是，必須確保裸晶運作正常，才會放入昂貴的封裝中。裸晶封裝後再有一輪測試，確認封裝與裸晶結合後，能否共同正常運作，之後才移入伺服器系統運作。
由於晶片接腳間距極小，即使大樓或牆壁有微小震動，都會干擾測量過程。為此，團隊度身設計一張防震保護桌，自此才能成功量測數值。若要在封裝上，使用微探針（Microprobes）對準微小金屬點，必須透過顯微鏡，極之小心地手動調整旋鈕。光是設定就要花上半天；且微探針極其昂貴，一旦弄壞就報銷。工程師在工作站一側，以顯微鏡對電路板人手焊接，在偵錯過程改變線路或外接導線。
AI自動化編程 供人員審查
另外，晶片會被施加極端的電力負載，稱為電力錘（Power Hammer），以觀察晶片在極限負載的反應與穩定性。同時，研究人員利用人工智能（AI）模型，自動化編程設計與測試，例如在開發環境工具Kiro輸入規格後，再調用自家後台的Trainium晶片算力，自動編寫程式及協助測試晶片。工具運行後，工程師會審查內部訊號變化，偵錯與微調後，再交由Kiro重新生成，迭代循環更加高效。
在實驗室另一個角落，擺放多部伺服器滑板機架（Sleds）。有別於記憶體及Nitro卡維持氣冷，核心運算晶片發熱量極大，故採用液體冷卻設計。總括而言，實驗室的成功秘訣，除了擁有一群熱情工程師，也在於系統優先的思維模式，即是首先設計整個系統，同時結合垂直整合流程。克里斯多福金指出，在設計晶片時，也同步開發軟件，目標是快速迭代、及早發現問題，並加以改進。
採訪、撰文、攝影：邱敏聰．美國得州奧斯汀
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