> > > > ISSCC 2018: AMD раскрыла подробности кристалла Zeppelin и описала преимущества

ISSCC 2018: AMD раскрыла подробности кристалла Zeppelin и описала преимущества

Опубликовано:

amdНа конференции International Solid-State Circuits Conference производители полупроводников традиционно демонстрируют свои достижения за прошедшие несколько лет. AMD прочитала доклад о кристалле Zeppelin. Напомним, что данный кристалл используется во всех современных процессорах в разных стадиях масштабирования: Ryzen, Ryzen Threadripper и Epyc.

Для AMD кристалл Zeppelin - очень важный компонент. На конференции ISSCC были представлены некоторые подробности, часть из них была известна и ранее, но есть и новости. Ключевые спецификации кристалла Zeppelin известны давно: восемь ядер Zen, 4 Мбайт кэша L2 и 16 Мбайт кэша L3. Память подключена через двухканальный интерфейс с поддержкой ECC. На каждый канал памяти поддерживаются два слота DIMM и емкость до 256 Гбайт памяти на канал. Для связи компонентов кристалла используется интерконнект Infinity Fabric.

Все становится более интересным, если рассмотреть несколько кристаллов Zeppelin в многочиповой упаковке. Чтобы соединения внутри упаковки и к внешним компонентам ввода/вывода были как можно более короткими, AMD пришлось располагать отдельные кристаллы на подложке по-разному. Например, два кристалла из четырех в процессоре Epyc развернуты на 180°, чтобы вывести контроллеры памяти DDR.

Интерконнект Infinity Fabric располагается в четырех слоях подложки. AMD разделила интерконнект на IFIS (Infinity Fabric Inter Socket) для подключения упаковки к сокету и IFOP (Infinity Fabric On Package) для подключения компонентов в упаковке. На рентгеновских снимках процессоров Ryzen Threadripper и Epyc, которые были получены Романом Хартунгом под ником "der8auer", подобные диагональные соединения хорошо видны в разных слоях подложки. AMD теперь более подробно пояснила соединения IFIS и IFOP, а также привела их раскладку в подложке.

Преимущества MCM

AMD вновь подчеркнула преимущества упаковки MCM (multi-chip module) по сравнению с одночиповым дизайном. Например, дизайн MCM с 4 кристаллами (Epyc) имеет площадь 852 мм² (4x 213 мм²). Одночиповый дизайн имел бы площадь 777 мм², что позволило бы AMD сэкономить порядка 10% площади.

Но подобная экономия привела бы к 40% увеличению расходов на разработку. По информации AMD, себестоимость 32-ядерного процессора увеличилась бы на 70%, а доля выхода годных кристаллов была бы на 17% меньше. Поэтому для AMD преимущества модульного и масштабируемого дизайна перевешивают недостатки. И дизайн MCM должен раскрыть свой потенциал при производстве процессоров.

AMD также видит преимущества дизайна MCM по гибкости подсистемы питания. AMD может более гибко управлять напряжениями, чем в случае одночипового дизайна. Для каждого ядра AMD указывает точность ±25 мВ при 470 млн. точек измерения в секунду. Архитектура Zen в кристалле Zeppelin и, в целом, в упаковке MCM, оптимизирована под данную структуру, поэтому обеспечивает приличную эффективность.

Поскольку ядра Zeppelin являются основной для всех современных продуктов, AMD показала три-четыре реализации.

Две упаковки 4-Chip (Epyc):

  • До 64 ядер
  • 128 линий PCI Express
  • 2x 8-канальных интерфейсов памяти
  • До 2x 200 Вт TDP

Упаковка 4-Chip (Epyc):

  • До 32 ядер
  • 128 линий PCI Express
  • 8-канальный интерфейс памяти
  • До 200 Вт TDP

Упаковка 2-Chip sTR4 (Ryzen Threadripper):

  • До 16 ядер
  • 64 линии PCI Express
  • 4-канальный интерфейс памяти
  • До 180 Вт TDP

Упаковка 1-Chip AM4 (Ryzen):

  • До восьми ядер
  • 24 линии PCI Express
  • 2-канальный интерфейс памяти
  • До 95 Вт TDP

Данный подход в обозримом будущем не изменится. Новое поколение Ryzen на основе Zen+ с небольшими улучшениями уже объявлено, первые процессоры в линейке Ryzen 2000 выйдут в апреле. AMD продолжит выпускать процессоры MCM, хотя меньший техпроцесс Zen 2 позволит увеличить число ядер на кристалле. Но Zen 2 вряд ли появится раньше 2019 года. Впрочем, с процессорами Ryzen Threadripper из линейки 2000 AMD может увеличить число ядер до 24 или даже 32, опираясь на архитектуру Zen+.