Las claves de la ventaja de los Ryzen 7000X3D explicada: 3D V-Cache e IOD

Por Protector Indefinido
06/03/2023
Hardware

Sin duda y desde hace muchos años, tener un procesador con más memoria Caché L3 ha sido sinónimo de más rendimiento a misma arquitectura y frecuencia. Esto va lógicamente acompañado de un ratio según el número de núcleos, hasta que llegó AMD y TSMC para darle una vuelta de tuerca con la 3D V-Cache. Teniendo en cuenta que con estos Ryzen 7000X3D estamos en la segunda generación de este tipo de memoria apilada verticalmente, y que se ha reducido el área de los CCD por el proceso litográfico. ¿Cómo han conseguido incluirla en estos procesadores? Estas son las claves de los Ryzen 7000X3D, su 3D V-Cache y su IOD.

Se ha pasado de un chip SRAM de 41 mm2 a uno más pequeño y compacto con el N5 a 36 mm2, prácticamente con la misma densidad final (4,7 mil millones de transistores) y además, con varias novedades.

Los Ryzen 7000X3D dan un paso adelante con la 3D V-Cache de segunda generación

Ryzen-7000-CCD-e-IOD

 

El ancho de banda es más alto, concretamente y según la propia AMD hemos pasado de 2 TB por segundo a 2,5 TB/s, lo que supone nada menos que un 25% más de ancho de banda disponible, pero para ello se han tenido que incluir dos clocks más de manera que la latencia no fuese un problema. El plano complicado llega desde la conexión de los dies, algo que al tener menor área disponible ha disparado las complicaciones.

Como TSMC fabrica ambos dies, la conexión se ha realizado mediante SoIC 3D a base de TSV. La peculiaridad, y aquí viene lo importante, es que de esas TSV hemos pasado de un tipo en el Ryzen 7 5800X3D a dos tipos en total:

  • TSV de alimentación.
  • TSV de señal.

AMD 3D V-Cache - Anillo

Además de esta mejora evidente que permite dividir la energía y aumentarla de la señal, generando con ello menos jitter interno, el diseño de AMD es muy inteligente. La SRAM 3D Vertical está diseñada de manera que las TSV de alimentación recaen en la parte del CCD donde está la caché L2 y no encima de la L3 como podríamos pensar. En cambio, las TSV de señal sí que están verticalmente encima de la L3 del die CCD, algo importante si tenemos en cuenta que el área se ha reducido 0,68 veces y cuadrar las vías no era sencillo.

Con esto se consigue que el área total de las TSV para esta caché L3 se reduzca en un 50% simplificando el diseño de ambas, no usando bumps ni ningún material de unión o soldadura. La única limitación que tienen al respecto es un voltaje de 1,15V y por ello la frecuencia se ha tenido que ajustar en los procesadores.

El IOD más completo hasta la fecha de AMD

En estos Ryzen 7000X3D con 3D V-Cache de segunda generación, teniendo en cuenta que aunque los CCD son prácticamente idénticos salvando muy pequeños detalles, los IOD para servidor y PC son realmente distintos. En escritorio se ha incluido una iGPU, la cual y como era de esperar aunque cuenta con solo 2 CU, el espacio que necesita es realmente enorme, casi un tercio del área total del chip para poder funcionar.

Además, como los procesadores solo pueden obtener dos CCD con 8 núcleos cada uno, el GMI3 que incluye el IOD está recortado a dos, uno para cada Core Complex Die. ¿Qué podemos ver aquí? Pues detalles interesantes como las 28 líneas PCIe, los dos canales de 40 bits de memoria DDR5 con ECC (128 bits + 32 bits ECC), el propio controlador de memoria de Zen 4, los USB que integra así como las conexiones de entrada y salida, entre ellas el controlador PCIe.

Tanto la SRAM a modo de caché vertical como el nuevo IOD dan a AMD una ventaja sideral que actualmente no tiene Intel, los cuales lo están fiando todo a la frecuencia a pesar del consumo, entre tanto, AMD consigue el mismo rendimiento, a veces mejor, a veces peor, pero con menos de la mitad de vatios y con una temperatura inferior. Ahora entendemos parte del por qué es capaz de conseguirlo.