На конференции High Performance Computing Conference Форрест Норрдо (Forrest Norrod), возглавляющий Datacenter Group в AMD, показал интересную презентацию. Сначала Форрест рассказал о проблемах, которые приходится преодолевать при разработке дизайна чипов. Как рассказывает AMD, проблемы наблюдаются с переходом на еще меньшие техпроцессы с одновременным увеличением числа транзисторов и сложности. Кроме того, производительность современных процессоров сложно увеличивать только повышением тактовых частот, выгоднее использовать специальные аппаратные функции, ускоряющие определенные вычисления. Повышать число ядер на кристалл и, наконец, оптимизировать программное обеспечение.
Конечно, Норрод не упустил возможности сослаться на современные процессоры Ryzen, содержащие до восьми ядер (и до 16 ядер в будущем), а также третье поколение процессоров EPYC под кодовым названием Rome, которые содержат до 64 ядер в дизайне chiplet.
Норрод подчеркнул преимущества дизайнов chiplet и MCM: вместо одного кристалла площадью 700 - 800 мм² используется более эффективный по цене и простой в производстве дизайн MCM, включающий до четырех кристаллов меньшего размера, в сумме составляющие те же 800 мм² в одной упаковке. Дизайн chiplet позволяет уместить в упаковке и больше 1.000 мм², что в случае монолитных чипов экономически вряд ли оправдано.
Если AMD описывает преимущества дизайна chiplet, то Intel продвигает стратегию Foveros. Каждый кристалл в дизайне chiplet производится по оптимальному для дизайна техпроцессу. В случае третьего поколения процессоров EPYC мы получаем кристаллы CPU по 7-нм техпроцессу, а кристалл ввода/вывода производится по технологии 14 нм.
3D-память будет устанавливаться напрямую на CPU
Дизайн chiplet является технической основой для дальнейших разработок. И кроме более быстрых ядер CPU в еще большем количестве, а также быстрых интерконнектов важную роль будет играть память и ее подключение. Здесь AMD упоминает до 32 Гбайт HBM2, которая пока что подключается к GPU по методу 2.5D. AMD работает над тем, чтобы интегрировать DRAM и SRAM в упаковку с процессором в полноценной структуре 3D (но здесь AMD не дает подробностей).
Впрочем, до практической реализации AMD придется преодолеть несколько препятствий. Одно из основных - тепловыделение, поскольку несколько сотен ватт тепла весьма сложно отвести в "бутерброде" из множества кристаллов. По этой причине Intel планирует использовать структуру Foveros пока что только в Lakefield SoC с ядром Sunny Cove и четырьмя ядрами Atom с энергопотреблением в режиме ожидания всего 2 мВт.
В любом случае, каких-либо конкретных технологий AMD пока не объявила. Возможно, причина в том, что AMD пока еще не смогла обойти препятствия на пути настоящего 3D-дизайна в сегменте HPC. В ближайшей перспективе AMD будет разрабатывать более быстрые (и открытые) интерконнекты, улучшать программную поддержку нынешних аппаратных решений.
Полную презентацию можно посмотреть на YouTube: