AMD RDNA 3: nuove GPU chiplet con AMD Active Bridge?

Inizialmente lo sviluppo dei semiconduttori era basato sulla possibilità di integrare un numero sempre più elevato di transistor e componenti all’interno dello stesso chip, il principio su cui si basa anche la legge di Moore. Oggi invece, mentre ci si avvicina sempre più a grandezze infinitesimali dei componenti, questo trend è destinato a rallentare, ma per compensarlo si sta pensando di adottare una strategia diversa. Quella dei chiplet. Si tratta essenzialmente di produrre i chip con un approccio modulare e poi di combinarli insieme nello stesso package tramite un’interfaccia di comunicazione ad elevate prestazioni per realizzare il prodotto finale. AMD già utilizza questa strategia per le sue CPU di fascia alta con un elevato numero di core, ma presto l’idea dovrebbe migrare anche verso le GPU chiplet con l’architettura AMD RDNA 3. Dopotutto anche NVIDIA sta lavorando al progetto ed Intel sembra già essere avanti con lo sviluppo.

AMD RDNA 3: le nuove GPU con AMD Active Bridge Chiplet?

I colleghi di wccftech ci fanno sapere che AMD ha pubblicato un nuovo brevetto riguardante un chiplet attivo che funge da ponte tra più die di GPU, probabilmente una tecnologia che starà alla base dell’architettura AMD RDNA 3. AMD afferma che deve affrontare un problema simile a quello di far funzionare più GPU in parallelo in maniera efficiente e la cosa non è affatto semplice se pensiamo a Crossfire che era una tecnologia ridondante come altre implementazioni multi-GPU poi abbandonate. Per risolvere questo problema e per rendere semplice l’implementazione di un design chiplet delle nuove GPU RDNA 3, AMD ha proposto un bridge attivo che collegherebbe più chiplet GPU insieme.

Il diagramma a blocchi principale del progetto concettuale mostra un chip con più chiplet. La parte CPU è collegata al primo chiplet GPU tramite un bus di comunicazione (probabilmente una futura evoluzione di Infinity Fabric), mentre i chiplet GPU sono interconnessi tramite il nuovo chiplet bridge attivo. Questa è un’interfaccia bus on-die che collega un numero arbitrario di chiplet GPU. La cosa più interessante è che il bridge presenterà anche una L3 LLC (Last Level Cache) che è coerente e unificata tra i vari chiplet, riducendo i colli di bottiglia della cache. Il chiplet AMD Active Bridge consente quindi il funzionamento parallelo dei chiplet sfruttando i modelli di programmazione esistenti e riduce la necessità di avere cache L3 separate per ogni chiplet della GPU, facilitando il passaggio alla nuova tecnologia che dovrebbe avvenire in maniera trasparente e senza impattare sulle prestazioni.

Il diagramma a blocchi che vediamo nel brevetto parla di un design per SoC. Questo implica che probabilmente stiamo vedendo quello che sarà il design per future APU basate su AMD RDNA 3 che muoveranno notebook, console e anche PC desktop. Tuttavia il trend dello sviluppo tecnologico sembra stia imponendo di sfruttare la tecnologia chiplet anche per le GPU  discrete. Probabilmente di partirà con i prodotto dedicati al mondo dell’HPC come Radeon Instinct e CDNA 3. Ma non è da escludere un approdo anche nelle future generazioni di GPU AMD RDNA 3  da gaming.

Perchè i chiplet?

Il desigin a chiplet consente di combinare in maniera semplice una serie di unità di base tutte uguali – i chiplet appunto – attraverso in sistema di comunicazione – che è il punto cruciale per permettere prestazioni elevate – in modo da ottenere il chip finale. Questo ovviamente permette di scalare la dimensione e la complessità dei circuiti integrati a piacimento, aggiungendo nuoci chiplet. Infatti produrre die di dimensione enorme implica anche dei grossi problemi in termini di resa. Dato che l’area è molto grande è più probabile che un chip sia interessato da difetti critici che non permettono di utilizzarlo. Si tratta di un fenomeno molto comune nell’industria dei semiconduttori che potrebbe diventare critico con le enormi GPU di recente progettazione. Inoltre si riesce a sfruttare meglio la superficie del die. Prendendo uno stampo di 484 mm² (es: Vega 64) che equivale a un die di dimensioni 22 mm x 22 mm. Dividendo il chip monolitico in quattro chip più piccoli da 11 mm x 11 mm, si ottiene la stessa superficie netta (484 mm²) e si otterrà anche un aumento della resa. Poichè i die più piccoli permettono di stare più vicini ai bordi del wafer però si può sfruttare meglio la superficie del wafer, sprecando meno materiale.

Insomma, il futuro dell’hardware potrebbe essere basato interamente sui chiplet e anche le nuove GPU RDNA 3 (o forse quelle ancora più innovative) si dovranno adattare. Dalla sezione hardware è tutto, continuate a seguirci!