AMD釋出會看了嗎?很可惜,我沒看。畢竟之前已經有所關注,整體上依然是沒有出人意料的ZEN3+倫勃朗這樣的晶片。不過,依然令人高興的是AMD的RYZEN CPU終於出3D版了。
沒錯!就是AMD剛剛釋出的RYZEN7 5800X3D。當然此3D非彼3D,但也的確是3D版的CPU。看著有點糊塗?彆著急,今天有空咱們慢慢說。
對於CPU而言,首要的任務就是提高CPU的運算效能,而以頻率為代表的效能引數,自從勉勉強強的突破5GHz大關之後,似乎就一直面臨著很多提升的瓶頸,甚至頻率提高了,實際應用效能並不理想諸如此類。
實際上,造成這一瓶頸的主要原因雖然很多,但是正所謂戈壁灘上蓋大廈,你基礎不好怎麼可能保障上層建築的完美?而這個基礎就是工藝的物理極限問題。由於涉及矽材料技術問題,太複雜,咱們找機會聊,大家知道這種極限帶來的問題就是高溫和漏電即可。
但是,CPU的廠商暫時有沒有好的辦法,尤其是牙膏廠,有時候真不是自己想成為牙膏,而是擠太快牙膏是要擠光的。因為傳統的CPU提升效能的方法,無外乎就是增加裸片尺寸或縮小邏輯電路。簡單說,前者就是擴大原有尺寸放入更多的電晶體,後者是減小電晶體在同尺寸內放進去更多,比如我們所常知道的14nm、7nm、5nm等等這種。
然而,這些方法都有其侷限性。 摩爾定律指出,高密度積體電路中電晶體的數量每兩年就會增加一倍。然而如今的現實卻是非常的明顯——摩爾定律正在放緩,相比更強大的處理器需求的激增,這一問題尤為明顯。 因此,CPU的未來僅依賴於傳統方法,必然是路越做越窄。而封裝創新無疑是目前理想的一種解決方案,雖然也是暫時的。
蘋果的MCM設計,雖然和傳統MCM略有不同,但是大同小異(圖侵刪)
說到AMD到封裝創新,先說一下沒創新的封裝。之前無論是英特爾還是AMD都是採用傳統的“2D”MCM設計方式,也就是所謂的膠水技術(MCM-Multichip Module,多晶片模組),其實蘋果的M1也基本如此,大同小異。其基本原理就是,一個平面下放多個晶片。當然,如果是一層放不下,放兩層,兩層放不下,放三層,可以簡單的理解為蓋樓房,但是依然是2D的MCM為基礎,比如英特爾的所謂3D MCM設計,依然是每個晶片都是獨立的疊加在一起,互相之間透過某種管道互連溝通,這裡可以理解為I/O匯流排。
這種方式就是非常的靈活快捷,理論上你可以很輕鬆的增加晶片個數,大不了形成一個比較大的SoC,而且可平鋪、可累積木,其實英特爾12代也就是這麼做的。這也是為什麼叫膠水技術,但是問題也同樣來了。
依然拿樓房舉例子,這次比如要供水,供水入口都是固定的位置,比如都在1層1號住戶的旁邊,那麼距離供水管線最遠的住戶無疑會最晚獲得供水,那麼這種延遲和等待在CPU晶片而言就是極大的浪費。而且住戶越多,管線還會越長,也就是晶片越多,就會有更多的晶片得到更大的延遲。具體對CPU而言,最明顯的就是快取的利用大大降低,這就造成快取再大也沒有問題,2D的MCM設計總是會出現某些晶片距離快取太遠的問題,無論是平鋪還是疊加。
所以,MCM設計雖好,但是侷限性已經非常明顯,當然最早玩多核的AMD也早就發現了這個問題,所以今天就推出了我們今天看到的3D版的消費級CPU處理器。(資料中心處理器EYPC去年就已經使用3D V-cache)
晶片上方加上SRAM,3D立體方式及絕快取佔地問題,還是解決了延遲問題
3D V-cache技術,簡單說就是透過將SRAM疊加在CPU上面,透過銅對銅混合鍵合,以及矽通孔(TSV)進行資料的通訊,實現3D小晶片疊層,極大的提升晶片的快取大小和頻寬,如此大大縮小快取到晶片以及各元件之間的距離,很好的解決了MCM設計因為距離遠而導致的資料傳輸延時,效能提升不高的問題。
如果按照上面例子來說,就是根據距離,每幾戶就配一個水箱(快取),這樣無論多少戶都能保障每戶距離水箱的距離差不多,而且水箱多了(快取更大),水管粗了(頻寬大了)、出水快了(延遲低了)。
根據AMD的官方材料,這種設計比傳統的MCM的所謂2D設計互連密度提高了200倍,而且獨特的無凹凸設計也比其他的所謂3D方法消耗的能量更少。
透過這種方式無疑會大大提升AMD處理器的效率,尤其是讓提升快取容量更加有效。畢竟不會再出現有限的平面空間放多少快取才合適的糾結。
根據之前AMD的米蘭-X處理器的官方資料,它最大可以支援高達804MB的快取,而這次RYZEN7 5800X3D更是配備了64MB的L3 快取。
對於AMD的這種封裝創新其實是蠻有意思,在提高CPU效能上,AMD為什麼總是能找到討巧的方法?有效而且成本還可控,不管是企業還是消費者,都能夠相對低廉的價格獲得和使用,也許這就是窮日子過多了,窮則思變吧。畢竟藍廠土豪,人家玩的都是SSE、AVX指令集這種高階玩法,雖然現在AVX512已經翻車。
剩下的,就是期待RYZEN7 5800X3D這款3D處理器,再實際應用中是否符合大家的預期,當然如果真的有2D畫面倒3D畫面的那種質的飛躍就更爽了。