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Hot Chips: AMD erläutert Epyc Interconnect und vergleicht MCM gegen monolithische CPU

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In unserem Artikel zu den ersten beiden Threadripper-Modellen haben wir uns auch angeschaut, wie AMD den Interconnect zwischen den beiden Dies ausführt. Bei den Server-Modellen der Epyc-Serie sind alle vier Dies unter dem Heatspreader aktiv und dementsprechend ist auch die Anbindung der Interconnects anders ausgeführt.

Auf der Hot Chips hat AMD nun weitere Details dazu bekanntgegeben. Demnach verwendet AMD vier Links des Infinity Fabrics pro Die, allerdings sind davon nur drei aktiv. Dies geschieht aus Latenzgründen und die schematische Darstellung aus der Präsentation zeigt dieses Layout auch klar und deutlich. Jeder Die stellt also über jeweils einen Link die Verbindung zu den drei anderen Dies her. Der vierte Link verbleibt ungenutzt. Auf dieser Darstellung ebenfalls zu erkennen ist die Anbindung per Infinity Fabric für einen zweiten Sockel sowie die Anbindung der Speicherkanäle über die Speicher-Controller.

MCM gegen monolithisches Design

Auf der Hot Chips ist AMD ebenfalls auf die Unterschiede eines MCM (Multi-Chip-Module) gegenüber eines monolithisches Design für einen Prozessor eingegangen. AMD dachte über beide Möglichkeiten nach. Eine Randnotiz sollte dabei sein, dass die Zen-Architektur zunächst auf die Umsetzung als Server-Prozessor ausgelegt wurde. Das, was wir als Zeppelin-Die sehen, lag im Fokus der Entwicklung. Die Ryzen-Prozessoren sind Ableger dieser Entwicklung – der Fokus aber lag bei den Epyc-Prozessoren.

AMD hat sich für ein MCM-Design entschieden, da die Interconnects On-Die hätten ausgeführt werden müssen, was für zusätzliche Transistoren, Chip-Fläche und damit Kosten bei der Produktion gesorgt hätte. Bei einem MCM-Design gibt es zwar einen gewissen Overhead, dieser wird aber durch die einfachere Fertigung der kleineres Dies mehr als kompensiert.

Die Zahlen dazu: Ein Epyc-Prozessor bringt es auf 4 x 213 mm² = 852 mm². Ein hypothetisches monolithisches Design hätte es auf etwa 777 mm² gebracht. Damit entspricht der Overhead etwa 10 Prozent. Die Kosten eines monolithischen Design als Basiswert genommen spricht AMD aber davon, bei den Kosten für das MCM-Design beim Faktor 0,59 zu liegen.

Zahlen zur höheren Leistung eines potenziellen monolithischen Designs gibt es von AMD nicht. Zuletzt sprach Intel in diesem Zusammenhang von MCM von „glued-together" - also einfach zusammengeklebt. AMD und Intel fahren derzeit unterschiedliche Strategien. Während AMD auf einen modularen Aufbau setzt, verwendet Intel große monolithische Chips mit enormer Fläche. Beides hat seine Vor- und Nachteile. Chips im MCP-Design lassen sich relativ einfach fertigen, sind jedoch von einem schnellen Interconnect abhängig. Große monolithische Chips hingegen erreichen inzwischen enorme Größen, sind entsprechend aufwendig zu fertigen, die Kommunikation innerhalb des Chips ist aber hinsichtlich der Bandbreite und vor allem Latenz berechenbarer.