Баллада о AM4: как AMD протянула процессорное гнездо с 28 до 7 нм

До сих пор наше покрытие E3 было сосредоточено на двух основных анонсах, которые AMD сделала в отношении своих будущих продуктов для процессоров и графических процессоров. Но компания также сделала несколько других интересных презентаций, в том числе об эволюции Socket AM4.

Поскольку закон Мура замедлился, производители обратились к альтернативным методам достижения улучшений, которые они хотят видеть из поколения в поколение. Вместо того, чтобы полагаться на прямолинейное сжатие узлов для повышения производительности, они обратились к упаковке как к способу получения новых выгод. Семейство графических процессоров AMD Fury X, которое дебютировало с использованием HBM, является примером того, как изменение упаковки может существенно снизить энергопотребление (в данном случае энергопотребление подсистемы памяти), но при этом обеспечивает существенный выигрыш. Переход к микросхемам - это один из способов решения этой проблемы компаниями, но микросхемы по-прежнему должны быть соединены вместе в едином стандарте сокетов.

AMD заложила основу для своего модульного подхода к чипсетам с первым поколением Ryzen. Хотя у него не было отдельной матрицы ввода / вывода, идея создания процессоров в их отдельных дискретных пакетах и ​​их соединения через общую структуру была все еще шагом к современной модульности чипсетов.

Одной из основных проблем для AMD является обеспечение совместимости выводов при переходе от монолитного четырехъядерного кристалла, построенного на 28-нм, к плану со смешанным ядром с кремнием 14 и 7 нм, установленным в одном пакете. Имейте в виду, что невозможно изменить то, какие выводы несут какие данные. Можно вносить улучшения и улучшения в сокет, но изменение конструкции сокета нарушает обратную совместимость.

AMD снизила свою высоту звука с 150 до 130 мкм для 7 нм Ryzen, несмотря на трудности, возникающие при этом. На данный момент есть только два поставщика, создающих подобные решения. Для того, чтобы сделать это эффективно, AMD пришлось отказаться от традиционных припоев, не содержащих свинца, и принять так называемые медные стойки с крышкой для припоя, не содержащей свинца. Это учитывает заметно меньшие высоты удара.

В кристалле ввода / вывода 12 нм по умолчанию использовались бы припои, но в чипах 7 нм используются медные стойки для большей плотности. Матрица ввода / вывода также должна была быть оснащена этим решением, чтобы обеспечить общий интерфейс. Новые материалы и интерфейсы также требовались для маршрутизации PCI Express 4.0 - AMD впервые решила использовать материалы с низкими потерями и классифицировала свою собственную работу в этой области как «Принятие некоторых ставок, которые окупились».

Схема маршрутизации для базового чипа. Вы можете увидеть два чиплета в верхней части матрицы и следы проводов, которые соединяют их с матрицей ввода / вывода. Четыре прямоугольных блока в каждом CCX, вероятно, соответствуют кэш-памяти L3.

Эти улучшения являются первым этапом для чипсетов и конструкций чиплетов. Принятие чипсетов - все еще очень новое явление в полупроводниковой промышленности. Например, одна из причин, по которой мы не видели их более широкого использования, заключается в том, что не существует общего интерфейса или стандарта для использования в конструкциях чипсетов. Именно здесь у AMD и Intel есть преимущество: обе компании имеют опыт создания матриц для соединения компонентов и широких портфелей IP для обеспечения необходимых функциональных блоков. Со временем мы начнем наблюдать, как все больше компаний экспериментируют с этими методами и появляются новые стандарты. В долгосрочной перспективе чиплеты теоретически могут быть использованы для присоединения различных IP-блоков, каждый из которых построен из разных материалов или на разных узлах процесса.

В этом случае чипсеты AMD построены на 7 нм, чипсет построен на 14 нм, а секция кристалла ввода / вывода, которая фактически обрабатывает ввод / вывод, использует 12 нм - что на самом деле является оптимизированным 14 нм с измененными правилами проектирования и библиотеками. (AMD, как правило, недооценивает это, говоря, что чиплеты 7 нм, а ввод / вывод 14 нм, но компания дала нам немного дополнительной глубины при глубоких погружениях E3).

AMD ничего не сказала о предполагаемом сроке службы AM4 или о том, будет ли он переведен на AM5 после 2020 года. Компания подтвердила, что намерена поддерживать сокет AM4 «до 2020 года», но ничего не сказала о своих планах в дальнейшем. Говорят о том, что первые модули DDR5 будут доступны, возможно, к концу 2019 или началу 2020 года, что означает, что 2021 год может легко наступить, когда мы увидим первый основной чипсет DDR5 - и AMD вполне может предпочесть представить Socket AM5, чтобы извлечь выгоду из необходимости различных схемы маршрутизации и схем для поддержки новых DRAM. Однако это предположение, и компания не сделала никаких заявлений.