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

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amd-epyc

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.

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Kommentare (5)

#1
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Registriert seit: 29.08.2008

Korvettenkapitän
Beiträge: 2070
AMD hat doch aufgrund seines stark begrenzten Entwicklungsbudgets gar keine andere Wahl gehabt, als das MCM Design.
Damit können sie vom Server bis runter in den Low Cost Bereich alles mit nur einem Design abdecken.
Und dennoch ist die Leistung auf einem sehr ordentlichen Niveau und durchaus konkurrenzfähig zu Intel.
Zusammen mit den vergleichsweise günstigen Preisen, hat man am Markt damit einen enormen Vorteil gegenüber Intel.

Wir können alle nur hoffen und die Daumen drücken, dass AMD mit "Zen" wieder ordentlich Marktanteil zurückerobert und auch gut verdient.
Nochmal solch ein quasi Monopol seitens Intel wie in den letzten Jahren, braucht echt kein Kunde.
#2
customavatars/avatar191989_1.gif
Registriert seit: 12.05.2013

Vizeadmiral
Beiträge: 6928
Bei Grafikkarten werden AMD und Nvidia doch in paar Jahren genauso vorgehen.
#3
Registriert seit: 05.07.2010

Admiral
Beiträge: 14410
Ja, weil die Kosten für die Entwicklung der Chips mit jedem Shrink überproportional steigen, erst recht bei der Komplexität so großer Chips und irgendwann die Entwicklungskosten gar nicht mehr über die Stückzahlen und Preise pro Stück eingefahren werden können. Dazu kommt gerade bei Server CPUs die Validierung, die Kosten bis die erste CPUs verkauft ist, gehen wahrscheinlich heute schon ohne die Entwicklung der Architektur in die Milliarden, die hätte AMD gar nicht stemmen können, zumal man mit den EYPC CPUs ja erst wieder einen Markt zurückerobern muss, den man jahrelang nicht bedient hat und daher die Stückzahlen schwer vorhersagbar sind.

MCM ist nur für den Hersteller ein Vorteil, technisch aber ein Nachteil und man wird sehen welcher Hersteller die technischen Nachteile in Zukunft am besten mindern kann. Ich könnte mir vorstellen, dass Intel Mesh auch deshalb eingeführt hat, damit man darüber künftig die Dies von MCM Designs verbinden kann.
#4
Registriert seit: 03.05.2013

Bootsmann
Beiträge: 583
Holt
Immer wenn du deine Meinung in Form von Text ins Forum tippst, werde ich auf deinen Spruch in deiner Signatur aufmerksam gemacht. Ergänzend würde ich nicht nur von addieren sprechen, sondern von multiplizieren.

Ich bin etwas überrascht, dass ein User mit knapp 14000 Beiträge nur seine Meinung beschreibt und Fakten doch sehr schleierhaft und unspezifisch zum Ausdruck bringen kann.
Wenn doch nach deiner Meinung, nichts anderes ist dein Beitrag, AMDs Ansatz technische Nachteile hat, wieso hat dann AMD bei Multicoreanwendungen die SMT nutzen können Vorteile, obwohl AMD einen minimalen Rückstand bei der IPC hat?
Warum sind dann die Mesh CPUs im Vergleich zum Vorgänger bei gleichem Takt langsamer, auch bei Spiele?

Welchen Markt hat AMD nicht bedient und warum?
Woher stammen deine Milliarden Kosten für das Validieren von Server CPUs, wenn du gleichzeitig von wahrscheinlich schreibst. Meinungen sind keine Fakten und dein wahrscheinlich unterstreicht doch deine faktenlose Meinung.
Könntest du noch deine Meinung spezifizieren die besagt, dass die Kosten überproportional steigen bei jedem Shrink. Was bedeutet bei dir überproportional? Mal 2, mal 20, mal 1000? Woher kommt deine Meinung überproportional? Aus der Marketingabteilung? Von wem?
Das du genauso wie ich, nicht mit eingebunden bist bei den Kosten, kann ich sicherlich als Fakt ansehen. Gegen das Vorlegen entsprechender Unterlagen, beispielsweise von Intel, hätte ich nichts dagegen.
#5
Registriert seit: 05.07.2010

Admiral
Beiträge: 14410
Zitat DTX xxx;25771649
Wenn doch nach deiner Meinung, nichts anderes ist dein Beitrag, AMDs Ansatz technische Nachteile hat, wieso hat dann AMD bei Multicoreanwendungen die SMT nutzen können Vorteile, obwohl AMD einen minimalen Rückstand bei der IPC hat?
Was hat SMT mit MCM zu tun? Eben, rein gar nichts!

Von SMT profitiert man ja indem die Rechnenwerke möglichst gut ausgelastet werden. Die anderen Threads springen ja immer dann ein um die Rechenwerke auszulasten, wenn ein Thread auf I/O wartet, was auch davon abhängt, wie gut die Vorhersagen wie die Sprungvorhersagen und das Datenprefetching funktionieren. Gerade letzere kann natürlich auch keine Wunder vollbringen, wenn die Algorithmen mehr Daten anfordern als das RAM überhaupt liefern kann, ist es unmöglich diese Daten immer schon vorab in den Cache geladen zu haben und daher hängt es eben auch sehr von der Anwendung ab wie viel SMT bringt.

Zitat DTX xxx;25771649
Warum sind dann die Mesh CPUs im Vergleich zum Vorgänger bei gleichem Takt langsamer, auch bei Spiele?
Nicht "auch bei Spiele", sondern vor allem dort, denn in vielen Anwendungen sind Skylake-X schneller als ihre Vorgänger. Mesh dürfte aber schon mit MCM zu tun haben, denn damit dürfte Intel eine bessere Verbindung der Dies möglich werden. Es sollte mich also nicht wundern, wenn künftige Server CPUs von Intel dann per EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge) verbundene MCM sein werden:




Zitat DTX xxx;25771649
Welchen Markt hat AMD nicht bedient und warum?
Den der großen Server CPUs, oder kennst Du eine die Intels großen Xeons auf Basis von Haswell und Broadwell auch nur ansatzweise Paroli bieten konnte? Der Marktanteil von AMD bei Servern ist ja nicht umsonst auf unter 1% gefallen: Wenn man sowas nicht einmal weiß, was macht man dann in einem Thread über EYPC, also Server CPUs?
Zitat DTX xxx;25771649
Meinungen sind keine Fakten und dein wahrscheinlich unterstreicht doch deine faktenlose Meinung.
Dann ist es ja umso besser das du hier harte Fakten mit Belegen liefern konntest :vrizz:
Zitat DTX xxx;25771649
Könntest du noch deine Meinung spezifizieren die besagt, dass die Kosten überproportional steigen bei jedem Shrink.
Kann ich: Ein "average IC" oder SoC ist keine x86er CPU, sondern ein einfacherer Chip!

Aber wieso hast du nicht Fakten gesucht die das Gegenteil belegen sollen, wenn du schon so auf Fakten fixiert bist? Bei der Suche danach hättest du die Belege finden sollen die du nun aus reiner Faulheit von mir verlinkt bekommen wolltest. Meinungen sind keine Fakten, aber deine Meinung widerspricht allen Fakten weil du gar keine Ahnung von dem hast worüber du schreibst, aber man braucht ja eben leder keine Ahnung zu haben um sich eine Meinung zu bilden und diese dann auch noch vehement zu verteidigen.
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