Amd показала ryzen 9 5900x c увеличенным до 192 мбайт l3-кешем— помогла 3d-компоновка

На прошедшем мероприятии на выставке Computex 2021 руководитель компании AMD Лиза Су (Lisa Su) продемонстрировала первый процессор на архитектуре Zen 3 с трёхмерной компоновкой. Обычному процессору Ryzen 9 5900X поверх стандартного чиплета с вычислительными ядрами добавили дополнительный чиплет с кеш-памятью, увеличив втрое объём доступного L3-кеша. Благодаря этому игровая производительность выросла на 15 %, и такие усовершенствованные Ryzen начнут массово выпускаться уже к концу текущего года.

AMD

Дополнительный чиплет, который устанавливается поверх стандартного CCD-чиплета Zen 3, представляет собой выполненный по 7-нм техпроцессу чип SRAM-памяти ёмкостью 64 Мбайт. Он назван 3D V-Cache и расширяет объём обычного внутрипроцессорного L3-кеша. Таким образом, на 12- или 16-ядерный процессор, собранный из двух CCD, можно установить два дополнительных кристалла 3D V-Cache, что увеличит объём кеш-памяти Ryzen до впечатляющего значения 192 Мбайт.

Источник изображения: AMD

В рамках презентации Лиза Су показала рабочий прототип процессора Ryzen 9 5900X с увеличенным за счёт трёхмерной компоновки L3-кешем и рассказала о том, что игровая производительность от добавления 3D V-Cache увеличивается в среднем на 15 % (в разрешении 1080p). Таким образом AMD получила возможность нарастить привлекательность своих решений лишь за счёт компоновки без перехода на новые литографические технологии и без внесения изменений в микроархитектуру.

Кристаллы 3D V-Cache помещаются поверх стандартных CCD-чиплетов с использованием внедрённой TSMC технологии вертикальных медных межсоединений 3DFabric. Она позволяет достичь пропускной способности между основным процессорным кристаллом и добавленным кешем на уровне 2 Тбайт/с. Применяемая TSMC технология позволяет увеличить плотность контактов в 200 раз по сравнению с традиционной двумерной компоновкой и в 15 раз по сравнению с трёхмерной компоновкой с контактными выступами сферической формы. Наконец, AMD смогла улучшить энергетическую эффективность компоновочного решения в три раза. Отвод тепла в трёхмерных чипах затруднён, поэтому подобного рода оптимизациям уделяется особое внимание.

Источник изображения: AMD

Отдельно нужно отметить, что добавление чиплета с кешем не увеличивает монтажную высоту процессорного кристалла, поэтому 3D V-Cache может быть легко внедрён в поставляющихся на рынок процессорах без необходимости переделывать сокет и системы охлаждения.

На показанном во время презентации прототипе процессора 64-Мбайт кристалл 3D V-Cache размером 6 6 мм был установлен на один из кристаллов (на фото слева). За счёт этого объём доступного в соответствующем CCD-чиплете L3-кеша вырос до 96 Мбайт.

Источник изображения: AMD

Во время презентации руководитель AMD показала, как прототип Ryzen 9 5900X с дополнительным кешем работает в игре Gears 5. На фиксированной частоте 4,0 ГГц Ryzen 9 5900X с технологией 3D V-Cache смог опередить обычный процессор на 12% (184 FPS против 206 FPS).

Кроме того, в презентации были представлены результаты других игровых тестов. В играх Dota 2, Monster Hunter World, League of Legends и Fortnite преимущество трёхмерного прототипа перед обычным Ryzen 9 5900X составило в среднем 15 %.

Лиза Су сказала, что AMD готова начать производство своих продуктов высшего класса с 3D-компоновкой и дополнительной кеш-памятью в конце текущего года. На данный момент AMD попробовала трёхмерную компоновку кристаллов лишь для одного применения, но в будущем компания начнёт использовать её не только для расширения кеш-памяти, но и для других целей. Дабы избежать излишних спекуляций, AMD подтвердила также, что выход процессоров на архитектуре Zen 4 намечен на 2022 год.