RDNA 3 採用多晶片結構? AMD 正式提交 Chiplet 小晶片專利申請

- 軒仔 - 2021-01-05

隨著半導體的製程發展越來越精細,晶片規模的限制亦越來越大。傳統的單個大晶片策略已經行不通,而 Chiplet 小晶片將成為新的的發展方向,AMD 的 Ryzen、Threadripper、EPYC 三大產品線皆在這個方向發展,且取得了不俗的成果。

而最新消息指 AMD 要將這個策略延續到 GPU 上了。在 2020 年的最後一天,AMD 向美國專利商標局提交了一項新專利,描述了未來的 GPU 小晶片設計。

AMD 首先指出傳統的多 GPU 設計存在不少問題 (包括自家的 CrossFire 技術),包括某些 GPU 編程模型不適合多路 GPU、很難在多 GPU 間並行分配負載、多 GPU間快取內容同步亦極為複雜等等。AMD 目前是利用 high bandwidth passive crosslink 來解決這些難題,將第一個 GPU 小晶片與 CPU 直接耦合在一起 (communicably coupled),而其他 GPU 小晶片均通過被動交聯與第一個 GPU 小晶片重組,而所有的 GPU 小晶片都放置在同一個中介層 (interposer) 上。

這樣整個 GPU 陣列就被認為單一 SoC,然後劃分成不同功能的子晶片。而傳統的 GPU 設計中,每個 GPU 都有自己的末級快取,不過為避免同步難題,AMD 也重新設計了快取體系,每個 GPU 依然有自己的末級快取,但是這些快取與物理資源替換在一起,因此所有快取在所有 GPU 間依然是統一、一致的。

聽上去好像很高深? 畢竟一般在專利文件中,廠商經常故意隱藏具體的設計細節,甚至可能故意放一些難以理解、甚至誤導的描述。AMD 並無透露是否正在進行實際的 GPU 小晶片設計,但早前已有傳聞指其全新的 RDNA3 架構將採用多晶片,而這份專利正提供了更多佐證。

由此可以預料到 RDNA3 架構若果真的用上小晶片設計,核心規模必然會急劇膨脹,一、兩萬個流處理器數目也是小意思。