AMDは新しい特許を公開しました。その中で、複数のGPUダイ間のブリッジとして機能するアクティブチップレットについて述べています。
AMDアクティブブリッジチップレットの特許は、次世代のRDNA3グラフィックスアーキテクチャベースのGPUとAPUを垣間見ることができるかもしれません
この特許は、触れてはいけないもの、つまり従来のモノリシックなGPU設計について述べることから始まります。
AMDは、CPU分野でチップレットがいかにうまくいったかを知っていますが、今度はGPU分野で同じルートを辿ろうとしています。
AMDのライバルであるNVIDIAが、次世代GPUに採用されるMCM設計に投資しているのも当然のことです。
プロセス技術の進歩が重要な要素となっている現在、GPUのサイズを昔のように小さくすることはできませんが、最近のGPUにはさまざまなIPが搭載されていることを考えると、それも納得できます。
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AMDのソリューションは、次世代GPUアーキテクチャのチップレット設計に投資することです。
これは、RDNA 3アーキテクチャー、またはRDNAの将来のバリエーションの最初の姿であると言えます。
AMDは、複数のGPUを並列に動作させることに問題があると述べていますが、Crossfireを考えてみると、すべてのマルチGPU実装と同様に冗長な技術です。
この問題を解決し、チップレットのプログラミングモデルを機能させるために、AMDは複数のGPUチップレットをブリッジするアクティブブリッジチップレットを提案した。
概念設計のメインブロック図では、複数のチップレットを搭載したチップを示している。
CPU部分は通信バス(将来世代のInfinity Fabric)を介して最初のGPUチップレットと接続され、GPUチップレットはアクティブブリッジチップレットを介して相互に接続される。
これは、n数個のGPUチップレットを接続するオンダイのバスインターフェイスです。
さらに興味深いのは、このブリッジにはL3 LLC(Last Level Cache)も搭載され、複数のチップレット間でコヒーレントに統一され、キャッシュのボトルネックを軽減することができる。
そのため、AMD Active Bridgeチップレットは、既存のプログラミングモデル上でチップレットを並列動作させることができ、各GPUチップレットに個別のL3キャッシュを用意する必要性を低減します。
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図2は、いくつかの実施形態に従った、GPUチップレットおよび受動的クロスリンクの断面図を示すブロック図である。
図3は、いくつかの実施形態に従った、受動的クロスリンクによって結合されたGPUチップレットのキャッシュ階層を示すブロック図である。
図4は、いくつかの実施形態に従った、GPUチップレットの平面図を示すブロック図である。
図5は、いくつかの実施形態に基づく、4チップレット構成を利用した処理システムを示すブロック図です。
現在、このブロック図ではSOC設計について述べられていますが、これは将来のAMD RDNA 3ベースのモバイル、デスクトッププラットフォーム、コンソール用APUの設計である可能性を示唆しています。
しかし、CDNA 2およびCDNA 3アーキテクチャをベースとしたデスクトップグレードのグラフィックスカードや将来のHPC製品用のディスクリートGPUにも同様の実装を期待すべきです。この技術が将来のAMD RadeonおよびInstinct GPUで機能するかどうかは興味深いところです。
現在、AMDは既存のRDNA 2ラインのグラフィックスチップにInfinity FabricとInfinity Cacheソリューションを搭載しており、このソリューションが発売されれば、Infinity Bridgeのようなネーミングになることが予想されます。
解説：
RDNA3のMCM
AMDはRDNA3でMCMを採用する予定といわれていますが、その特許が見つかっています。
アクティブブリッジチップレットと言うI/Oダイのようなものを介して接続するとされています。
今のところゲーム用のRDNA3のみに使われるとされていますが、コスト的なメリットが大きいのでいずれCDNA系列のGPUにも搭載されるものと思います。
nVidiaはHopperでMCMを取り入れるとしています。
こちらはHPCやハイエンド向けの製品となるのではないかと言われています。
Ampereの次のゲーム向けGPUであるLovelaceに搭載されるかどうかと言うの微妙なところだと思います。
AMDはRDNA世代に入ってから、1年ごとと言う猛烈な勢いで製品を更新していますが、RDNA2世代ではAmppereと並んだと言ってもよいでしょう。
RDNA3世代はGeforceを超えることが出来るのかどうか？
RadeonがGeforceのシェアを超えたのはかなり昔の話になりますが、AMD版DLSSであるFSRと併せて、18%と言う低い市場シェアを再び30%-40%まで取り戻すことが出来るのかどうか注目です。
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