AMD подала в патентное бюро США еще один патент "US 2020/0409859 A1", раскрывающий дизайн чиплетов применительно к GPU. Подобные патенты подавались уже несколько раз, в том числе и NVIDIA. Есть даже конкретные реализации.
Например, Imagination в последних линейках GPU, а именно BXE, BXM и BXT, использует до четырех чиплетов. Intel в этом году представляет Xe-HP GPU, которые используют до четырех чиплетов. На Architecture Day 2020 Intel рассказала о масштабировании дизайна чиплетов, которое в некоторых сценариях будет почти линейное - идеальная ситуация для дизайна чиплетов.
Патент показывает типичный дизайн чиплетов с (почти) идентичными кристаллами. Но есть центральный чиплет, отвечающий за обмен данным с host-сиcтемой (CPU, оперативная память и т.д.). Данные передаются между чиплетами через пассивный HBX (High Bandwidth Crosslink). В чиплетах содержатся соответствующие контроллеры HBX и HBX PHY. Собственно, передача и распределение данных между чиплетами является одной из основных задач подобного дизайна. Но AMD с интерконнектом Infinity Fabric уже хорошо показала свои возможности в данной сфере.
На чертежах можно видеть и другие компоненты, более типичные для GPU. AMD указывает WGP (workgroup processors), представленные с архитектурой RDNA. Также у GPU есть и несколько блоков с фиксированными функциями. Конечно, не обошлось без одно-двух Memory PHY, то есть интерфейсов к внешней памяти GPU.
Иерархия памяти включает кэши L1, L2 и L3 помимо видеопамяти. С архитектурой RDNA 2 AMD представила Infinity Cache емкостью 128 Мбайт, своего рода Last Level Cache (LLC). Его мы наверняка увидим и в архитектуре RDNA 3, а с разрешениями 4К и выше вполне разумна емкость более 128 Мбайт.
Благодаря основному чиплету, многочиповый дизайн будет виден host-системе как монолитный чип. Кэш L3 выполняет функцию когерентной памяти. Поэтому CPU обращается к единому массиву памяти. Затем распределение данных внутри GPU выполняется самим GPU. Что облегчает программирование, поскольку игры под многочиповый дизайн переделывать не придется.
Производство чиплетов мало отличается от обычных GPU. Просто два или больше кристалла монтируются на подложку. А интерконнект затем соединяет кристаллы. Другие технологии подключения, такие как PCI Express, остаются снаружи.
Пока неизвестно, когда именно AMD начнет использовать многочиповый дизайн. Но явно не со следующим поколением GPU на архитектуре RDNA 3. AMD, скорее всего, будет выпускать монолитный чип по 5-нм техпроцессу. Скорее всего, Intel станет первой компанией, выпустившей GPU-ускоритель на многочиповом дизайне в этом году. Однако он будет ориентирован на дата-центры. Пока неизвестно, когда архитектура Xe-HPG, которая нацеливается на игровые GPU, будет представлена в многочиповом дизайне.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).