AMD’nin Devrimsel 3D Çip Teknolojisine İlk Bakış

AMD’nin işlemci önbelleğini arşa çıkardığı yeni 3D çip teknolojisine yakından bakıyoruz.

AMD, Computex 2021’de yaptığı sunum ile çip dünyasına yeni bir soluk getirdi. Şirket, çarpıcı bir açıklama yaparak bu yıl üretime girecek olan Zen 3 temelli 3B yığınlı yonga tasarımını duyurdu. Bu yeni yongalar, CPU çekirdeklerinin L3 önbellek miktarını üç katına çıkarmak için çekirdek kompleksinin (CCD) üzerine dikey olarak yığılmış ek 64 MB 7nm SRAM önbelleğe (3D V-Cache adı verilen) sahip. Bu teknik, Ryzen yongası başına 192 MB’a kadar inanılmaz bir L3 önbellek sağlayabiliyor ki bu, mevcut 64 MB sınırına göre büyük bir gelişme.

AMD CEO’su Lisa Su, halihazırda çalışır durumda olan prototip bir Ryzen 9 5900X çipini ve yeni mimari sayesinde oldukça etkileyici bir oyun demosu gösterdi:  1080p oyundaki kazançlar ortalama %15 civarında. Normal şartlarda bu kadar kazanım yeni bir işlemci mikro mimarisi ve/veya işlem düğümü ile elde edilebiliyor. Yani ya mühendislerin oturup işlemci tasarımını iyileştirmesi ya da daha düşük bir nm’ye geçilmesi gerekiyor. Ancak AMD bu başarıya standart Ryzen 5000 modellerinde kullanılan 7 nm düğüm ve Zen 3 mimarisiyle ulaştı.

AMD, 3D önbelleği, çip ve önbellek arasında 2 TB/s’ye kadar bant genişliği sağlayan TSV’lerle (silikon içinden bağlantı) Ryzen CCD’nin üstüne bağlıyor. Bu teknik, TSMC’nin daha önce burada ele aldığımız 3DFabric teknolojisi ile mümkün oluyor. AMD, yeni tasarımı bir animasyon vasıtası ile gösterdi:

AMD 3D Chiplet Technology: A packaging breakthrough for high-performance computing.

— AMD (@AMD) June 1, 2021

Çipin üstüne eklenen önbellek yongası bir çıkıntı oluşturmakta. Bu da tabii ki bir sorun oluşturuyor. AMD burada 3D önbellek kalıbını inceltip çipe yapısal silikon ekleyerek çipi normal bir Ryzen işlemci haline getiriyor.

Lisa Su, üretimden yeni çıkmış 3D chiplet teknolojisine sahip prototip bir Ryzen 9 5900X gösterdi. Chipletin üst kısmına bağlı 6 x 6mm hibrit SRAM’i görebilirsiniz (yukarıdaki resimde sol yonga). Bitmiş işlemciler CCD başına 96MB önbelleğe sahip olacak ki bu da 12 veya 16 çekirdekli Ryzen 5000 işlemciler için neredeyse 192MB L3 önbellek gibi inanılmaz bir rakama tekabül ediyor.

AMD, TSV’lerde 2D chipletlerin ara bağlantı yoğunluğundan 200 kat fazlasını sunan hibrit bir bağlantı yaklaşımı kullanmış. Bu, mikro çıkıntılara sahip 3D uygulamalarına göre ara bağlantı yoğunluğunda 15 kat ve ara bağlantı enerji verimliliğinde de 3 kat iyileştirme anlamına geliyor.

Su, bu ilerlemelerin inanılmaz enerji tasarrufu sağlamanın yanı sıra, termalleri, yoğunluğu ve ara bağlantı aralığını iyileştirmek için mikro çıkıntısız, doğrudan bakır-bakır bağı kullanan çipten çipe arayüz sayesinde elde edildiğini söyledi. Su, bu özelliklerin birleşiminin, yaklaşımı dünyadaki en gelişmiş ve esnek aktif silikon istifleme teknolojisi haline getirdiğini belirtti.

Su, yeni 3D V-Cache kullanan Ryzen 9 5900X prototipini, her iki yonganın da 4.0 GHz saat hızına sabitlendiği standart bir 5900X ile karşılaştırdı. 3D prototip, Gears 5 oyununda %12 artış sağladı.

Su, amacına ulaşmak için, 3D V-Cache teknolojisine sahip Ryzen 9 5900X’in 1080p’de ortalama %15 daha fazla performans sağladığını gösteren daha geniş çaplı bir karşılaştırma tablosu da gösterdi. Bu tabloya göre Dota 2, Monster Hunter World, League of Legends ve Fortnite gibi oyunların hepsinde 3D V-Cache barındıran işlemci daha yüksek performans sağlıyor.

3D Çipler Ne Zaman Çıkacak?

AMD, Tom’s Hardware’e 3D V-Cache’li Zen 3 Ryzen işlemcilerin bu yıl üretime gireceğini söyledi. Teknoloji şu anda tek bir L3 önbellek katmanından oluşuyor, ancak temeldeki teknoloji, birden fazla kalıbın istiflenmesini destekliyor. Teknoloji, gecikme ve termaller açısından önemli bir ek yük getirmiyor ayrıca herhangi bir özel yazılım optimizasyonu da gerektirmiyor.

Öte yandan bu, yığınlama teknolojisinin ilk kullanımı -AMD bunu gelecekte başka işlevler için de kullanabilir. Bunun hem müşteri hem de kurumsal taraf üzerindeki etkileri oldukça derin olacak, bu nedenle daha fazla ayrıntı için takipte olacağız.