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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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Kommentare (9)

#1
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Dann ist Vega auf AM4-System vielleicht auch per HT nutzbar, wenn man SR verwendet.
#2
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[printed]-Redakteur
Tweety
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Dann müsste AMD neben PCI-Express eine parallel installierten Datenbus auf den Mainboards realisieren, was ich mir nicht vorstellen kann. Das kostet die Hersteller zusätzliches Geld und benötigt zusätzliche Fläche und Ressourcen im PCB.

Die Grafikkarten bleiben bis auf absehbare Zeit per PCI-Express angebunden.
#3
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Fregattenkapitän
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Zitat Energiegetraenk Pfirsich;25145697
Dann ist Vega auf AM4-System vielleicht auch per HT nutzbar, wenn man SR verwendet.


Der Gedanke kam mir auch sofort - das könnte Vorteile haben, wenn Vega einen direkten Zugang zum Speichercontroller von SummitRidge hat und SummitRidge zu Vegas VRAM. Bei Compute wird das sicherlich sehr spannend.
Aber auch Chipintern revolutioniert diese Technologie die Kommunikation. Sieht auf dem Papier nach einer echt revolutionären Technologie aus.

Don, das läuft auch über PCIe, wie ich das verstanden habe. Du brauchst keinen separaten Connect dafür.
#4
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Beiträge: 745
Zitat Don;25145751
Dann müsste AMD neben PCI-Express eine parallel installierten Datenbus auf den Mainboards realisieren

Auch, wenn man HT nur an den beiden PCIe-Slots verfügbar macht die direkt von der CPU kommen?
Warum sollte da ein Controller nötig sein?
Ist doch alles in der CPU integriert, es muß nur der Slot anders angesteuert werden.

Zumindest bei Servern würde es Sinn ergeben, dort hat NVIDIA auf POWER-Systemen NVLink, AMD hätte dann etwas ähnliches auf den eigenen Systemen.
#5
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Flottillenadmiral
Beiträge: 4951
Eventuell auch bei kommenden Konsolen?
#6
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Registriert seit: 31.07.2006

Fregattenkapitän
Beiträge: 2983
Zitat Minutourus;25150838
Eventuell auch bei kommenden Konsolen?


Der dort vorhandene Vorteil durch diese Technik wurde sogar explizit erwähnt. Ich nehme an, dass die Scorpio die erste Konsole mit dieser Technologie ist.

Zitat Energiegetraenk Pfirsich;25150834
Auch, wenn man HT nur an den beiden PCIe-Slots verfügbar macht die direkt von der CPU kommen?
Warum sollte da ein Controller nötig sein?
Ist doch alles in der CPU integriert, es muß nur der Slot anders angesteuert werden.

Zumindest bei Servern würde es Sinn ergeben, dort hat NVIDIA auf POWER-Systemen NVLink, AMD hätte dann etwas ähnliches auf den eigenen Systemen.

Ich glaub nicht, dass man dafür den PCIe umkonfigurieren muss, das wird einfach eine Protokollebene höher ablaufen und dient ja nur als Kohärenzprotokoll. Ich glaub nicht, dass dass das so gedacht ist wie QPI. Ist auch gar nicht nötig, die Performancewerte von PCIe (Bandbreite und Latenz) zu verändern (erst recht, wenn AMD bei V20 und Zen+ auf PCIe4 umsteigt). Bei QPI war das damals noch was anderes.
#7
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Banned
Beiträge: 745
Wozu sollte eien Konsoel HT statt PCIe brauchen?
Dort wird doch eh wieder eine APU verbaut werden, da wird doch keine dGPU an den SOC angebunden.
#8
Registriert seit: 23.10.2013

Oberstabsgefreiter
Beiträge: 463
AMD Clocks Ryzen at 3.4 GHz+ | EE Times


Zitat

About four years ago, AMD decided to create a superset of Hypertransport to replace separate on-chip interconnects that it used for its CPUs and GPUs. The resulting Infinity fabric debuts in Summit Ridge before April and in AMD’s Vega GPUs before July.
The company declined to give data rates or latency figures for Infinity, which comes only in a coherent version. However, it said that it is modular and will scale from 30- to 50-GBytes/second versions for notebooks to 512 Gbytes/s and beyond for Vega.

Zitat
AMD does not plan to license the link, which uses the Hypertransport messaging protocol. Instead, it will use Infinity both as a network-on-chip and as a clustering link between its GPUs and x86 server SoCs. It supports the open CCIX standard as a link to third-party accelerators such as FPGAs.

Zitat
Infinity is agnostic on topologies and will be implemented like a mesh on Vega, said Maurice Steinman, an AMD fellow for client SoC architectures and modeling. It can provide the full bandwidth of any attached DRAM.

Zitat
The Infinity link is the conduit for a new suite of uses. They range from test and debug functions to new algorithms to check hundreds of on-chip sensors and dynamically adjust power and frequency as the chip has thermal headroom.
#9
customavatars/avatar205758_1.gif
Registriert seit: 03.05.2014
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Oberbootsmann
Beiträge: 819
Hmm, wenn das so stimmt ist das ganze ja schon Performancemaessig vergleichbar mit dem QPI obwohl es fuer mich nicht ersichtlich ist ob es sich hierbei um einen Routing Mechanismus oder einen Bus handelt
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