AMD AMD申请小芯片专利:RDNA3要多芯封装、暴力堆核

随着半导体工艺、芯片规模的限制越来越大 , 传统的单个大芯片策略已经行不通 , chiplet小芯片成为新的方向 , AMD无疑是其中的佼佼者 , 锐龙、线程撕裂者、霄龙三大产品线都在践行这一原则 , 并且取得了不俗的效果 。现在 , AMD要把这一策略延续到GPU显卡上了 。
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2020年的最后一天 , AMD向美国专利商标局提交了一项新专利 , 勾勒了未来的GPU小芯片设计 。
AMD AMD申请小芯片专利:RDNA3要多芯封装、暴力堆核
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chiplet小芯片 , AMD已经玩儿得很溜
AMD首先指出 , 传统的多GPU设计存在诸多问题(包括AMD自己的CrossFire) , 比如GPU编程模型不适合多路GPU , 很难在多个GPU之间并行分配负载 , 多重GPU之间缓存内容同步极为复杂 , 等等 。
AMD的思路是利用“高带宽被动交联”(high bandwidth passive crosslink)来解决这些障碍 , 将第一个GPU小芯片与CPU处理器直接耦合在一起(communicably coupled) , 而其他GPU小芯片都通过被动交联与第一个GPU小芯片耦合 , 而所有的GPU小芯片都放置在同一个中介层(interposer)之上 。
这样一来 , 整个GPU阵列就被视为单独一个SoC , 然后划分成不同功能的子芯片 。
传统的GPU设计中 , 每个GPU都有自己的末级缓存 , 但为了避免同步难题 , AMD也重新设计了缓存体系 , 每个GPU依然有自己的末级缓存 , 但是这些缓存和物理资源耦合在一起 , 因此所有缓存在所有GPU之间依然是统一的、一致性的 。
听起来很难懂对吧?确实如此 , 毕竟一般在专利文件中 , 厂商往往都会故意隐藏具体设计细节 , 甚至可能存在一些故意使之难以理解、甚至误导的描述 。
AMD没有透露是否正在实际进行GPU小芯片设计 , 但早先就有传闻称 , 下一代的RNA3架构就会引入多芯片 , 这份专利正提供了进一步佐证 。
可以预料 , RDNA3架构如果真的上小芯片设计 , 核心规模必然会急剧膨胀 , 一两万个流处理器都是小意思 。
AMD也不是唯一有此想法的人 。Intel Xe HP、Xe HPC高性能架构就将采取基于Tile区块的设计 , 今年晚些时候问世 , 直奔高性能计算、数据中心而去 。
NVIDIA据说会在Hopper(霍珀)架构上采用MCM多芯封装设计 , 而在那之前还有一代“Ada Lovelace”(阿达·洛夫莱斯) , 有望上5nm工艺 , 并堆到多达18432个流处理器 。
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