AMD Zen 3小芯片使用了環形總線 但未來核心增長或依賴網狀拓補

AMD 在採用 Zen 架構的銳龍 / 霄龍 CPU 上使用了獨特的 Compute Complex Die 設計(簡稱 CCD),但受帶寬密集型組件的互連方式的影響,其內核數量的增長也可能存在限制。然而 AnandTech 援引某位研究人員的話稱,這可能只是 AMD 在 CCD 交換結構上提供的第一層見解,因為背後還有環形總線的身影。

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更確切的說,Zen 3 CCD 使用了雙向環形總線,以將 8 個 CPU 內核與 32 MB 共享 L3 緩存和其它關鍵組件連接起來,比如用於 CCD 模組間通信的 IFOP 接口芯片(IOD)。

如果將 Zen 3 CPU 想象成一座城市,信號沿着公交車在城市街區周圍行駛,並於四棟建築物之間接送人員。

此時總線就扮演者紅綠燈的角色,建築物為核心組件,而公交車站就是環形總線的停靠站。

在需要讓環形總線屏蔽掉某個壞塊的時候,SKU 設計人員只需將它設置得無法訪問。

雙向環形則意味着公交車在城市街道上沿着兩個不同的方向行駛,但環形總線拓補也不是沒有短板。

比如由於過多的 ring-stop 停靠極大地增加了延遲,導致 Ring Bus 的規模也會碰到上限,這也是同軸環形拓補在網絡中逐漸消失的一個主要原因。

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有趣的是,英特爾早在 2010 年代初期就意識到,其無法將單個 CPU 上的內核數量,擴展到環形總線承載能力的某個頂點,於是引入了創新的網狀拓補設計。

據悉,Mesh 是一種更加先進的環形總線,但在組件之間具有額外的連接點,介於環形總線和完全互連之間 —— 其中每個組件直接相互連接,但在大規模部署的時候,它又顯得不切實際。

於是在 AMD 的旗艦 CPU 上,比如 64 核的 EPYC SKU,該公司就選用了讓 8 個 CCD 模塊通過 sIOD 連接到一起的方案、且每個 CCD 內部都有一個雙向環形總線。

不過在採用 4 個 CCX(CPU Complex)設計的上一代 Zen 2 小芯片方案中,AMD 並未採用環形總線,而是讓它們完全互連(但每組 CCX 的 L3 緩存並不共享),我們可從演示文稿中知曉更多細節。

權衡利弊之後,AMD 最終為 Zen 3 產品線使用了性能更具優勢的 CCX 方案(單個 CCX 可擁有 8 個核心)。

最後,AnandTech 推測 AMD 或在將來放棄環形總線,以進一步釋放 CCD / CPU 內核數量的潛力 —— 這樣又與英特爾在高核心數量 CPU SKU 上放棄 Ring Bus 殊途同歸了。

猜測未來的 CCD 將由三個不同的裸片堆疊而成,頂部為緩存、中間為 CPU 核心、底下則是網狀互連裸片。

再接下去,合乎邏輯的操作就是將這個互連層擴展到一個硅中介層,並在上面堆疊幾個 CPU + 緩存芯片。

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