AMD走出自己的路 小芯片设计如何打造业界最强64核EPYC?

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2019年5月,AMD迎来了此人 的1000岁生日。在X86這個 行业,她只比老大哥Intel小一岁,后者去年迎来了此人 的1000周岁纪念日。1000年来,这两家企业几乎主宰了全球半导体市场的风云变化,基本上Intel占主导地位,而AMD扮演挑战逆袭者的角色。

AMD的最近一次逆袭,还得从5年前更换CEO说起。2014年10月份,即将发布Q2季度财报的AMD公司否认 CEO罗瑞德退位,這個 职务将由时任COO的苏姿丰博士(Lisa Su)接任。那另还还有一个 的她,另还还有一个 加入AMD公司2年而已。

彼时的AMD仍然地处蛰伏阶段。在CPU及GPU领域,AMD的两大对手Intel、NVIDIA已是如日中天,而当时的AMD并没有能足够与之博弈的处理器和显卡产品——如今给AMD带来巨大转机的Zen处理器当时还在开发当中。不过,CEO苏姿丰是标准的女强人,AMD不服输的血性是刻在骨子里的。

另还还有一个 接任CEO没多久,苏姿丰就在接受媒体采访时否认 ——“大伙我太久 活在Intel阴影下”,这句话也有 苏姿丰担任CEO另还还有一个 AMD才做的,多年来AMD实际上一个劲在另还还有一个 做。AMD希望寻求每根不同于Intel的发展之路。

太远的不说,从X86处理器进入64位时代日后开始,AMD首次在64位指令集上做到了胳膊拧过大腿——大伙津津乐道的K8大锤处理器最关键的成功也有 架构,日后抢先了64位指令集,如今大伙在用的X86_64指令集的名字是AMD64,Intel想要也遵从了這個 指令集。

在这另还还有一个 ,AMD在X86处理器发展上一个劲在走此人 的路。2011年,AMD推出了推土机Bulldozer架构,这款处理器的设计思路非常先进,还还有一个 整数单元+还还有一个 弹性浮点单元的设计迎合了AMD收购ATI另还还有一个 意图打造的CPU+GPU协同发展的理念,這個 模块化设计是X86发展的还还有一个 里程碑。

推土机首发桌面8核处理器

再想要,AMD推出了大伙今天讨论的主角Zen核心,這個 代的处理器整理可谓具有突破性的改进,也同效率续了AMD此人 的特色。它的问世不但让AMD实现了逆袭,也给AMD打下了未来十年的基础,目前发展到了Zen2,从路线图上看,Zen4架构想要在研发了。

Zen架构实现52% IPC性能提升 模块化设计重出江湖

十年磨一剑,终成大器!2017年3月2日,AMD终于追到了Zen核心的锐龙处理器,重返高性能处理器市场。Zen架构的到来,给了AMD扭转局势的想要。在K10、推土机两代架构另还还有一个 ,这是AMD再一次冲击X86市场,AMD也多次否认 要再现辉煌,夺回失地。

关于第一代Zen架构的改进细节,这里就不一一赘述了。两年前发布的产品在网上想要有大量评测和解析了,大伙只提AMD在重新设计了内核、SMT多任务管理器、缓存、Infinity Fabric总线等单元另还还有一个 ,Zen架构实现的目标吧。

AMD另还还有一个 宣称Zen架构实现了40%以上的IPC提升,不过最终发布时,AMD表示嘴笨 际IPC性能提升了52%,远超预期。相比以往的K10、推土机架构有了质的改变,比对手挤牙膏式的架构升级也是天翻地覆的变化。

在上述架构改变中,AMD重新设计的CCX(CPU Complex)架构是最重要的。每个CCX单元有还还有一个 CPU核心,每个核心每各人有64KB L1 I-Cache(指令缓存)、32KB L1 D-Cache(数据缓存)、512KB L2缓存,L3缓存高达8MB,想要还还有一个 核心共享的。

另还还有一个 4核CPU组合的CCX是否是 AMD Zen架构的还还有一个 模块,在第一代中桌面处理器最多8核16任务管理器,后边是还还有一个 CCX单元,二者之间使用Infinity Fabric总线(简称IF总线)连接,而IF总线又是Zen架构的另还还有一个 仅次于CCX的创举。

桌面处理器锐龙7 110000X的物理核心如下图所示:

桌面版锐龙7 110000X处理器开盖后的核心

用于服务器版的Naples处理器最多32核64任务管理器,也日后8组CCX单元,分配在4组CCD(Core Chiplet Die)单元中。不过这另还还有一个 AMD还没有正式用CCD這個 命名,直到现在的Zen2架构中才再次总出 這個 命名。

服务器版EPYC 32核(Naples)处理器开盖后的核心

桌面版想要最多8核,日后只还还有一个 CCD单元,外面看起来跟原生8核没那些区别,而服务器版是32核,有4组CCD单元,能才能更清晰地显示出AMD在Zen(改进型Zen+是一样的架构)的设计思路——那日后模块化。不过,這個 模块化跟推土机的模块化不一样,属于创新模块,也有 将内核模块,日后将CCD模块化,时需好多个核心就配置相应的CCX/CCD核心即可。

摩尔定律放缓 AMD另辟蹊径:Zen2走向混合小芯片设计

在14nm Zen及改进型的12nm Zen+这还还有一个 系列的产品中,AMD处理了高性能处理器的是否是 大大问题,52%的IPC性能提升彻底改变了AMD处理器的处境,不过Zen第一代的产品依然谈不上完美,AMD要在新一代的Zen2架构上处理还还有一个 大大问题。

还还有一个 大大问题是继续提升Zen的IPC性能,此人 面则是要继续扩展Zen处理器的并行性,也日后更多的CPU核心。尽管AMD在Zen一代上想要实现了桌面8核、服务器32核,核心数上继续领先,但这还没有达到AMD的目标,要大幅超出才行。

前还还有一个 大大问题要靠继续挖掘Zen架构的潜力,后还还有一个 大大问题就不日后整理的大大问题了。工程实现上难度更大,想要AMD在Zen2架构上要做64核128任务管理器,并首发7nm工艺,将打造迄今为止最强大的X86处理器。

在友商也只能做到28核的状态下,AMD做64核处理器最挑战的地方是那些?答案很简单,那日后成本,想要摩尔定律在最近几年中想要放缓了,AMD想要继续按照原有的思路做下去,那64核EPYC处理器的成本是难以想象的。

对于這個 点,AMD有着清醒的认识,此前AMD CEO苏姿丰在2017年的一次会议中就对比过先进工艺对成本的影响。统一以21000mm2的核心来算,45nm节点的成本算作1,32、28nm节点日后开始提升,20nm节点就变成2倍成本了,到了7nm成本跃升为4倍,未来的5nm更夸张,成本将是另还还有一个 的5倍。

很显然,在Zen2架构选着要上7nm的另还还有一个 ,想要按照另还还有一个 的路线走,后果就只能一种生活——要么造不出来,要么发明来成本极高,想要按照AMD另还还有一个 估算的那样,想并且原生64核,没有核心面积接近10000mm2了, 这几乎是现有193nm ArF光刻机的处理极限,制造难度太久了。

当然,大伙现在都知道了Zen2架构我太久 采用另还还有一个 的原始办法,想要AMD在這個 代X86处理器上用了升级的Chiplets混合小芯片设计,这也是未来处理器的发展方向。它比第一代Zen的小芯片更为高明,让Zen2有了脱胎换骨的变化,以一种生活更巧妙的办法实现了首款64核128任务管理器X86处理器。