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Für Vega und RYZEN: Infinity Fabric als Grundgerüst der neuen Architekturen (Update)

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Auf dem AMD Tech Summit 2016 gab AMD einen Ausblick auf das, was uns 2017 auf Seiten der Prozessoren mit der Zen-Architektur und auf Seiten der Grafikkarten mit der Vega-Architektur erwarten wird. In zahlreichen Meldungen haben wir die uns bisher bekannten Daten zusammengefasst. Hier zunächst noch einmal ein Überblick über die bisherige Berichterstattung:

In eben diesen Meldungen tauchen auch immer wieder neue Begriffe auf, die im Zusammenhang mit den RYZEN-Prozessoren und der Vega-Architektur bei den Grafikkarten stehen. Darunter wird ein High Bandwidth Cache Controller genannt. Außerdem taucht der Begriff NCU auf. CU steht bei AMD üblicherweise für Compute Unit – NCU könnte daher für New Compute Unit stehen.

Bei den Zen- bzw. RYZEN-Prozessoren tauchte immer wieder der Begriff Infinity Fabric oder Infinity Control Fabric auf. Doch was steckt dahinter? Eben diese Frage versuchen wir nun einmal zu klären.

Mit der Zen- und Vega-Architektur führt AMD einen neuen Interconnect ein. An diesem Infinity Fabric hat AMD seit 4 Jahren gearbeitet. Der Name Fabric legt im Grunde schon nahe, um welche Struktur es sich handelt, denn Fabric heißt übersetzt Stoff und eben so ist auch dieser Interconnect aufgebaut. Laut AMD ist der Infinity Fabric modular aufgebaut und kann beliebig komplex ausgeführt werden. Eben diese Skalierbarkeit soll den Infinity Fabric in allen neuen Prozessoren und GPUs einsetzbar machen.

Der Infinity Fabric teilt sich auf in einen Control Fabric und Data Fabric. Der Control Fabric ist für die Ansteuerung der verschiedenen Engine-HUBs verantwortlich. Auf Basis des Control Fabric können Technologien wie das Power Management, Sicherheitsfunktionen, Reset&Initialization und das Testing durchgeführt werden. Der Data Fabric hingegen ist ein extrem schneller Interconnect, der dafür verantwortlich ist, dass die Daten schnellstmöglich innerhalb einer Architektur bewegt werden können. Über den Data Fabric wird auch die Verbindung zum Speicher sicherstellt. Im Falle der Vega-GPU bedeutet dies, dass der Interconnect bis zu 512 GB/s zur Anbindung des HBM2 bereitstellen muss. Im Falle eines Mobile-Prozessors mit DDR4-Arbeitsspeicher sind aber auch nur 40-50 GB/s notwendig. Eben dies soll zeigen, wie flexibel der Infinity Fabric ist.

Der Infinity Fabric ist Bestandteil der Vega-Architektur bei den Grafikkarten, aber auch von Summit Ridge bzw. den RYZEN-Prozessoren sowie den für das 2. Halbjahr geplanten Mobile-Prozessoren Raven Ridge, die ebenfalls unter der Marke RYZEN vermarktet werden sollen. Im Falle der Vega-Architektur soll der Infinity Fabric als Mesh, also in einer Gitterstruktur ausgeführt werden. Dies liegt vor allem daran, dass in einer GPU tausende von Shadereinheiten mit Daten gefüttert werden müssen und eine effiziente Verteilung der Daten ist über ein Mesh am besten möglich. Bei den Prozessoren sollen weniger komplexe Topologien für den Infinity Fabric zum Einsatz kommen. AMD wollte keine weiteren Details verraten, eine Ringstruktur wäre hier aber denkbar und wird beispielsweise auch von Intel so umgesetzt.

Der Infinity Fabric ist aber kein reiner Interconnect innerhalb einer CPU oder einer GPU. Laut AMD soll der Infinity Fabric auch in Multi-Socket-Verbindungen zum Einsatz kommen. Dort dient er als technische Basis für AMDs HyperTransport. Mehr zum Infinity Fabric werden wir sicherlich erfahren, wenn AMD den Vorhang zu Zen und Vega vollständig öffnet.

Update:

Nach der CES hat AMD die auf dem Tech Summit 2016 gezeigten Folien ebenfalls freigegeben – dies war bisher nicht der Fall. Darin wird auch noch einmal auf die Gründe eingegangen, warum ein bandbreitenstarker Interconnect immer wichtiger wird. Dazu vergleicht AMD die Komplexität der eigenen GPUs. Angefangen von der R300 mit 107 Millionen Transistoren bis zur Fiji-GPU mit 8,9 Milliarden Transistoren. Sollte die Hochrechnungen in etwa stimmen, wird Vega 10 in etwa 12 Milliarden Transistoren vorzuweisen haben.

Ansonsten zeigt die Präsentation auch noch einmal, welche Komponenten AMD mit dem Infinity Fabric verbinden möchte. Sowohl bei GPUs, CPUs wie auch SoCs sollen den Infinity Fabric verwenden. Die RYZEN-Prozessoren werden die ersten Produkte sein, die dies tun werden. Im Sommer folgen dann die ersten Vega-Grafikkarten. Das der Infinity Fabric auch bei den SoCs ab 2018 zum Einsatz kommen wird, ist dann sicherlich keine Überraschung.

Der Infinity Fabric wird mit seiner Data- und Control-Komponente in allen zukünftigen AMD-Produkten eine Rolle spielen. Nach vier Jahren Entwicklung zahlen sich die Investitionen in diesem Bereich hoffentlich aus. Für AMD scheint der Infinity Fabric eine wichtige Rolle spielen und dementsprechend wird dies auch nach Außen kommuniziert.

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