Seite 2: Aufbau, Packaging und der TRX40-Chipsatz

Mit den Ryzen-Threadripper-Prozessoren der 3. Generation ändert sich einiges am Aufbau des Prozessors. Auch hier hat AMD in gewisser Weise bereits ein Chiplet-Design verwendet. Mit den Compute-Dies (CCD) und dem zentralen I/O-Die (IOD) hat es aber bei den Prozessoren mit mehr als einem Compute-Die größere Änderungen gegeben.

Für alle neuen Ryzen-Threadripper-Prozessoren verwendet AMD den zentralen IOD, den wir schon von den neuen EPYC-Prozessoren kennen. Dieser bringt es auf eine Chipfläche von 416 mm² und 8,34 Milliarden Transistoren – damit ist er viermal so groß wie der IOD der Ryzen-Prozessoren. Wir haben den IOD der EPYC- und Ryzen-Threadripper-Prozessoren bereits genauer analysiert.

Mit dem neuen Chiplet-Design fällt eine der großen Schwächen der bisherigen Ryzen-Threadripper-Prozessoren weg. Es gibt nur noch einen echten NUMA-Knoten. Speicherzugriffe über mehrere CCDs und CCX-Cluster gibt es nicht mehr. Stattdessen verwaltet der zentrale IOD alle Speicherzugriffe. Dennoch gibt es weiterhin einen Game und einen Creator Mode. Aber dazu kommen wir später noch.

Laut AMD werden damit auch Ressourcen im Infinity Fabric frei. Anders als bei den Ryzen-Prozessoren mit einem Chiplet ist der Lesedurchsatz nicht mehr nur halb so groß wie der Schreibdurchsatz. Diese Einschränkung betrifft aber nur die Ryzen-Prozessoren der 3. Generation mit einem Chiplet – also nicht die Modelle Ryzen 9 3900X und Ryzen 9 3950X.

Mit den Ryzen-Threadripper-Prozessoren der dritten Generation nimmt AMD einen Wechsel der Plattform vor. Zum einen wird dies mit der Kompatibilität zu PCI-Express 4.0 begründet, vor allem aber mit einer neuen Anbindung des Chipsatzes. Dadurch wird eine neue Pinbelegung im Sockel notwendig.

Anstatt der bisherigen Anbindung des X399-Chipsatzes über vier PCI-Express-3.0-Lanes kommen nun acht PCI-Express-4.0-Lanes zum Einsatz. AMD vervierfacht demnach die Bandbreite zwischen Prozessor und Chipsatz. Dies wiederum wird mit der besseren Anbindung der I/O-Schnittstellen am Chipsatz begründet. Hier hat der Mainboardhersteller an zwei Ports die Wahl zwischen 1x PCI-Express 4.0 x4, 2x PCI-Express 4.0 x2, 1x PCI-Express 4.0 x4 und 4x SATA 6 GBit/s. An einem zweiten Port besteht ebenfalls diese Auswahl. Hinzu kommen acht frei verfügbare PCI-Express-4.0-Lanes. Der TRX40-Chipsatz bietet 6x SATA 6 GBit/s, 4x USB 2.0 und 8x USB 3.2 Gen 2.

Über den Prozessor angeboten bzw. angebunden werden 48 PCI-Express-4.0-Lanes, die beispielsweise in drei x16-Steckplätze umgesetzt werden können. An zwei Ports kann zwischen PCI-Express 4.0 mit vier Lanes, x4 NVMe und 4x SATA gewählt werden. Hinzu kommen 4x USB 3.2 Gen 2. Insgesamt stehen 72 PCI-Express-4.0-Lanes zur Verfügung.

Der Speichercontroller bietet vier Kanäle und unterstützt den aktuellen JEDEC-Standard mit 3200 MT/s. Laut AMD wird wie bei den Ryzen-Prozessoren auf Sockel AM4 aber auch schnellerer Speicher angesprochen.

Natürlich lässt es sich AMD nicht nehmen, hinsichtlich der Anbindung zwischen Prozessoren und Chipsatz sowie der generellen I/O-Funktionen auf die Konkurrenz zu verweisen. Je nach Zählweise kommt AMD auf eine aggregierte Bandbreite von 133 GB/s im Vergleich zu den 52 GB/s, die auf einer Intel-Plattform zur Verfügung stehen.

Entscheidend sind aber sicherlich zwei Punkte: AMD bietet mehr und schnellere PCI-Express-Lanes und die schnellere Anbindung des Chipsatzes wirkt gewissen Einschränkungen entgegen.

Der Chipsatz und die Wahl für Quad-Channel

Der als TRX40 bezeichnete Chipsatz wird in 14 nm bei GlobalFoundries gefertigt. Die TDP des Chipsatzes beträgt 15 W und vermutlich verwendet AMD hier den gleichen Chip wie auf der AM4-Plattform als X570. Leider ist die Typenbezeichnung auf unserem Chip nicht mehr erkennbar.

Die Wahl des Quad-Channel-Speicherinterface begründet AMD mit der fehlenden Notwendigkeit nach mehr Speicherkanälen bei den Ryzen-Threadripper-Prozessoren. Das auch der Ryzen Threadripper 3990X mit 64 Kernen nur vier Speicherkanäle hat, sei ebenfalls kein Nachteil. Auch spart sich AMD nach eigenen Angaben ein weiteres Interposer-Packaging, da alle neuen Ryzen-Threadripper-Prozessoren vier Kanäle besitzen. Hätte der 64-Kerner nun mehr Speicherkanäle bekommen, hätte dies auch Änderungen im Interposer zur Folge gehabt.