AMD CPU之路-Chiplets

在AMD的ZEN架構出現一開始，就是定義一個基本原則，一個core的架構，從laptop到desktop到server，這個也符合2015年AMD的股價，基本上沒有錢做其他的路線了，而它的金主Intel的確風光呀，收購FPGA，AI公司，架構上，mobile，laptop，desktop，server上面都是百花齊放，每個方向至少兩個不同的方向。記得我剛進Xilinx的時候，大家說Intel的FPGA的PCIE Gen4一直出不來，主要原因是Intel內部至少有兩個team在做PCIE，一個做4.0， 一個做5.0.

這個一招鮮吃遍天的做法，已經被ARM玩得爐火純青了。一個架構的design，可以在mobile，也可以在server上。當年死在沙灘上的calxeda就是這樣的。

因此。對于第一代的ZEN的架構，在Desktop上的確獲得很大的成功，但是在server上面讓中國的頭號云計算玩家甚是失望。一個core的架構，來通吃整個市場，需要通過power和clocking的控制來實現。在下圖中，基本也就在Desktop實現了突破。

通過小die來提升良率，使用CCX進行互聯(lián)，這個是沒有免費午餐的。但是，AMD因為比較專一，在CCX的設計上的確是翻身了。

架構上面，和傳統(tǒng)的單die的CPU設計也有區(qū)別。使用ARM架構常用的Core和IO 分離的架構。

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

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

Mooer定律沒死，但是的確老了，14nm之后的成本曲線變了。因此AMD早在14nm就開始改架構了。這個是AMD Zen成功的關鍵。

Die的大小增加了10%，但是成本只有6成，漂亮。

這個時候，最大的32Core 已經被對手的28好不少了，但是AMD的已經看到了ARM 服務器那種夸張的數量。怎么才能拉垮等等呢？

TSMC的7nm是生逢其時。

另一個關鍵的因素是剝離了IO，讓IO 和Core獨立發(fā)展。原因很簡單，因為IO部分拿到的制成紅利不多。

因此，在這個里面也充分說明了AMD精打細算的特質。在有人問到為什么要CPU上chiplets，而不是GPU時， 人家說了大實話，一個cpu的計算單元很大，8個少一個，就是損失了12%， 但是GPU里面的計算單元很很多，少幾個沒啥關系，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，增加了IO Die，對于訪存延時也有了改觀。

雖然本地的延時大了4ns，但是remote的降低了，滿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上做到了復興，南海邊的Hyperscale大獲成功，據說他們的口號是“省一半”。

說到省，另一個沒有想到的是Desktop 的io die也被拿去了做chipset。這個太高明了，以后ARM服務器出來之后，估計大部分的人IO Die可以直接做PCIE switch。

因此，在中國打壓吃喝玩樂，單投硬科技的場景下，Chiplets成了一個香餑餑，這國人最迷信的“彎道超車”的白日夢中，chiplets一級本炒的火熱了。好多沒做過個芯片的，都要做先整個chiplets。但是chiplets真的好嗎？請看AMD誠實的告白：

What，你的Core不一樣？

但是，AMD的用戶和超市排隊買便宜雞蛋的大媽一樣，我們有時間，有興趣折騰。老板這個時候說了，便宜是硬道理，你們工程師自己去適配，這樣不就鍛煉了隊伍嗎? 同樣，我這個系列就不放引用了，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