AMD CPU之路-Chiplets

在AMD的ZEN架構(gòu)出現(xiàn)一開(kāi)始，就是定義一個(gè)基本原則，一個(gè)core的架構(gòu)，從laptop到desktop到server，這個(gè)也符合2015年AMD的股價(jià)，基本上沒(méi)有錢(qián)做其他的路線(xiàn)了，而它的金主Intel的確風(fēng)光呀，收購(gòu)FPGA，AI公司，架構(gòu)上，mobile，laptop，desktop，server上面都是百花齊放，每個(gè)方向至少兩個(gè)不同的方向。記得我剛進(jìn)Xilinx的時(shí)候，大家說(shuō)Intel的FPGA的PCIE Gen4一直出不來(lái)，主要原因是Intel內(nèi)部至少有兩個(gè)team在做PCIE，一個(gè)做4.0， 一個(gè)做5.0.

這個(gè)一招鮮吃遍天的做法，已經(jīng)被ARM玩得爐火純青了。一個(gè)架構(gòu)的design，可以在mobile，也可以在server上。當(dāng)年死在沙灘上的calxeda就是這樣的。

因此。對(duì)于第一代的ZEN的架構(gòu)，在Desktop上的確獲得很大的成功，但是在server上面讓中國(guó)的頭號(hào)云計(jì)算玩家甚是失望。一個(gè)core的架構(gòu)，來(lái)通吃整個(gè)市場(chǎng)，需要通過(guò)power和clocking的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在下圖中，基本也就在Desktop實(shí)現(xiàn)了突破。

通過(guò)小die來(lái)提升良率，使用CCX進(jìn)行互聯(lián)，這個(gè)是沒(méi)有免費(fèi)午餐的。但是，AMD因?yàn)楸容^專(zhuān)一，在CCX的設(shè)計(jì)上的確是翻身了。

架構(gòu)上面，和傳統(tǒng)的單die的CPU設(shè)計(jì)也有區(qū)別。使用ARM架構(gòu)常用的Core和IO 分離的架構(gòu)。

通過(guò)IF互聯(lián)的代價(jià)也很明確，就是天生NUMA。這個(gè)也是AMD的系統(tǒng)優(yōu)化一直強(qiáng)調(diào)的NPS （NUMA Nodes per Socket)。local 和remote 之間的差距有點(diǎn)不忍直視。但是，既然走了這一步，AMD拼命加L3 cache的行為就說(shuō)明他們還是明白“失之東隅 收之桑榆”的祖訓(xùn)的。

本文的重點(diǎn)是Chiplets，在AMD ISCA2021的paper 中，說(shuō)明了Fabless公司面臨的惡劣環(huán)境。

Mooer定律沒(méi)死，但是的確老了，14nm之后的成本曲線(xiàn)變了。因此AMD早在14nm就開(kāi)始改架構(gòu)了。這個(gè)是AMD Zen成功的關(guān)鍵。

Die的大小增加了10%，但是成本只有6成，漂亮。

這個(gè)時(shí)候，最大的32Core 已經(jīng)被對(duì)手的28好不少了，但是AMD的已經(jīng)看到了ARM 服務(wù)器那種夸張的數(shù)量。怎么才能拉垮等等呢？

TSMC的7nm是生逢其時(shí)。

另一個(gè)關(guān)鍵的因素是剝離了IO，讓IO 和Core獨(dú)立發(fā)展。原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)镮O部分拿到的制成紅利不多。

因此，在這個(gè)里面也充分說(shuō)明了AMD精打細(xì)算的特質(zhì)。在有人問(wèn)到為什么要CPU上chiplets，而不是GPU時(shí)， 人家說(shuō)了大實(shí)話(huà)，一個(gè)cpu的計(jì)算單元很大，8個(gè)少一個(gè)，就是損失了12%， 但是GPU里面的計(jì)算單元很很多，少幾個(gè)沒(méi)啥關(guān)系，不是有什么1080/1070/1060/1050/1040嗎？

因此2代Zen真的是省上加省。

同時(shí)，增加了IO Die，對(duì)于訪(fǎng)存延時(shí)也有了改觀。

雖然本地的延時(shí)大了4ns，但是remote的降低了，滿(mǎn)足全世界人民的愿望：“不患寡，患不均”。大家都一起拉垮吧。

因此，Zen2 在desktop，laptop和Server上做到了復(fù)興，南海邊的Hyperscale大獲成功，據(jù)說(shuō)他們的口號(hào)是“省一半”。

說(shuō)到省，另一個(gè)沒(méi)有想到的是Desktop 的io die也被拿去了做chipset。這個(gè)太高明了，以后ARM服務(wù)器出來(lái)之后，估計(jì)大部分的人IO Die可以直接做PCIE switch。

因此，在中國(guó)打壓吃喝玩樂(lè)，單投硬科技的場(chǎng)景下，Chiplets成了一個(gè)香餑餑，這國(guó)人最迷信的“彎道超車(chē)”的白日夢(mèng)中，chiplets一級(jí)本炒的火熱了。好多沒(méi)做過(guò)個(gè)芯片的，都要做先整個(gè)chiplets。但是chiplets真的好嗎？請(qǐng)看AMD誠(chéng)實(shí)的告白：

What，你的Core不一樣？

但是，AMD的用戶(hù)和超市排隊(duì)買(mǎi)便宜雞蛋的大媽一樣，我們有時(shí)間，有興趣折騰。老板這個(gè)時(shí)候說(shuō)了，便宜是硬道理，你們工程師自己去適配，這樣不就鍛煉了隊(duì)伍嗎? 同樣，我這個(gè)系列就不放引用了，你們讀了文章，還自己去找出處，也鍛煉了大腦和翻墻的技巧。

審核編輯：劉清