Az AMD Radeon RX 7000-es sorozatú videokártyáinak első képviselői, a Radeon RX 7900 XTX és a Radeon RX 7900 XT várhatóan 2022. december 13-án jelenhetnek meg kereskedelmi forgalomban, azaz közel egy hónapot kell még rájuk várni. Ezek a termékek elsőként alkalmaznak chipletes felépítést a konzumerpiacra szánt videokártyák közül, ami különbözik a korábban már látott MCM (Multi-Chip Module) dizájntól.
A vállalat főként költségcsökkentéssel kapcsolatos megfontolásból szakított a nagy, monolitikus felépítést használó grafikus processzorokkal. Utóbbiak gyártása a csíkszélesség csökkenésével egyre drágább, ugyanakkor az is szempont lehetett, hogy egy kifejezetten bonyolult felépítésű monolitikus GPU esetében a kihozatali arány sem feltétlenül olyan jó, mint egy kisebb chiplet esetében.
A chiplet és az MCM közötti különbség meglehetősen egyszerűen szemléltethető. Az MCM felépítést egyebek mellett az Intel mobil Core processzorai használják, ahol a processzorlapka és a PCH lapka ugyanarra a hordozóra kerül, és ezek a komponensek önállóan is képesek üzemelni, ha külön-külön chipek formájában vetik be őket, például egy asztali rendszerben. A mobil konfigurációknál kiemelten fontos a helytakarékos felépítés, éppen ezért az MCM dizájn nagy jelentőséggel bír, ám asztali fronton már nincs ekkora jelentősége a dolognak, ott ugyanis sokkal több hely áll rendelkezésre az alaplapok nagyobb formátuma miatt.
A chipletek esetében viszont már nem lehet arról beszélni, hogy azok önállóan is helytállnának hasonló sávszéleség és késleltetés mellett, ha külön chipbe szerveznék őket, mintha egy chipes rendszert alkotnának. Ezeket a komponenseket úgy kell elképzelni, mint egy nagy monolitikus chip leválasztott komponenseit, amelyeknek magas sávszélességű kapcsolatra és lehetőleg rövid vezetékekre van szükségük annak érdekében, hogy a késleltetés is elfogadható legyen. Azzal, hogy a komponenseket leválasztják egy monolitikus lapkáról, számos új kihívást kell megoldani.
A RYZEN sorozat tagjainál már régóta chipletes felépítést alkalmaz a vállalat, így tapasztalt bőven van ezen a téren. A szóban forgó központi egységeknél a CPU magokat és az I/O részlegnek külön lapkák adnak helyet: előbbiek nyolcmagos CCD (Core Complex Die) formájában érhetőek el, és a magszámtól függően egy vagy két CCD-t használhat egy-egy processzor; míg az I/O lapkából egy van a fedélzeten. A processzormagok érezhetően sokat profitálhatnak a fejlettebb csíkszélességből, így ezek mindig fejlettebb gyártástechnológiával készülnek, ám mivel a lapkaméret kisebb egy monolitikus dizájnhoz képest, költséghatékonyabban lehet őket legyártatni.
Az I/O lapka mind energiahatékonyság, mind pedig funkcionalitás terén szépen elketyeg egy régebbi, kiforrottabb és olcsóbb gyártástechnológia mellett is, a RYZEN 7000-es sorozatnál éppen ezért nem 5 nm-es, hanem 6 nm-es gyártástechnológiával készül. Maga az I/O lapka a klienspiaci termékek esetében egyszerűbb felépítéssel rendelkezik, míg a szerverekbe szánt termékek fedélzetére egy ütőképesebb megoldás kerül, ami több CCD-t tud kezelni, és extra komponensekkel is rendelkezik.
A RYZEN processzorok esetében sokat hozhat a konyhára a chipletes dizájn a monolitikushoz képest, a Radeon sorozat esetében azonban még látványosabb lehet az előrelépés, ezekből a termékekből ugyanis lényegesen kevesebb fogy, mint a processzorokból és szerverprocesszorokból, így a profit is alacsonyabb, még nagyobb jelentősége van a költséghatékonyabb gyártásnak. Éppen utóbbi miatt döntöttek úgy az AMD-nél, a következő generációs Radeon videokártyák esetében áttérnek a chipletes felépítésre.
A bemutató alapján már nem titok, hogy a Radeon RX 7900-as sorozat alapjául szolgáló NAVI 31 GPU esetében a chipletes felépítést úgy oldották meg, hogy a GDDR6-os memóriavezérlőket, illetve az Infinity Cache gyorsítótárat külön chipletbe szervezték ki, ezek ugyanis készülhetnek kiforrottabb, régebbi gyártástechnológiával is, az energiahatékonyságra és a teljesítményre nem lesz akkora negatív hatással, mint amennyi előnnyel jár. A GPU többi komponense marad egy lapkán, ehhez kapcsolódnak a kiszervezett komponensek, azaz az MCD chipletek, amelyekből maximum 6 lehet a fedélzeten.
Az új dizájn esetében kihívást jelent, hogy a lapkák közötti kommunikációt meg kell valósítani, ami az RDNA 3 esetében bonyolultabb, mint az RDNA 2-nél volt. A lapkák közötti több ezer összekötő vezetéket úgy kell kialakítani, hogy azok lehetőleg egyforma hosszúságúak legyenek, és lehetőleg egyforma késleltetéssel működjenek annak érdekében, hogy a teljesítmény is stabil lehessen.
Az MCD chipletek, amelyek egyenként egy 64-bites GDDR6-s memóriavezérlőt, valamint 16 MB-nyi Infinity Cache gyorsítótárat tartalmaznak, Infinity Fabric segítségével kapcsolódnak a GPU chiplethez, ám ennek megvalósításához újfajta fizikai réteget kellett tervezni, ami megfelelő sűrűségű vezetékhálózatot tartalmaz. Ezt Infinity Fanout Link névre keresztelték, ami több 9,2 Gbps-os Infinity Fabric linket tartalmaz, és tízszer nagyobb sűrűségű vezetékelést használ, mint a RYZEN lapkák a CCD és az I/O chiplet között. Az úgynevezett „fanout” technológia lényege, hogy két pont között minél sűrűbben alakítanak ki azonos hosszúságú vezetékelést, ahol az egyenes sávok kialakítása nem opció.
Noha a monolitikus chip komponenseinek chipletekbe történő szervezése a fentiek alapján úgy tűnhet, hogy csak pozitívumokkal jár, felbukkannak azért negatívumok is, amelyeket kezelni kell. A megnövekedett távolságok és az extra vezetékelés miatt jelentősen növekszik a késleltetés, ami a teljesítmény rovására megy. Az AMD szakemberei ezt a negatív hatást úgy küszöbölték ki, hogy megemelték az Infinity Fabric órajelét, méghozzá 43%-kal magasabbra, mint a NAVI 21 esetében, illetve a Game Clock órajelen is emeltek, itt viszont már „csak” 18% a különbség az RDNA 2 és az RDNA 3 generáció között.
A módosítások hatására az Infinity Fanout linkeken keresztül a hat darab MCD és a GCD között összesen 5,4 TB/s-os sávszélesség áll rendelkezésre, ami a 960 GB/s-os effektív memória sávszélesség alapján túlzásnak tűnhet, ám nem szabad elfelejteni, hogy az MCD chipleteken belül Infinity Cache is jelen van, aminek sokkal magasabb sávszélesség-igénye van.
Hogy a chiplet alapú felépítés mennyit hoz a konyhára? A RYZEN processzorok esetében konkrét példával is szemléltette ezt az AMD. A 16 maggal rendelkező RYZEN 9 5950X esetében az, ha a chipletes felépítés helyett 7 nm-es monolitikus dizájnt használtak volna, akkor a gyártási költség 2,1x több lett volna, mint akkor, ha két darab 7 nm-es nyolcmagos CCD, illetve egy 12 nm-es I/O lapka köré építik a chipet.
Természetesen utóbbi dizájn lett a befutó. A Radeon RX 7900-as sorozat esetében a chipletes felépítés következtében megspórolt gyártási költség jóvoltából agresszívabb árazást vethet be a vállalat, így a Radeon RX 7900 XTX végül 999 dolláros , míg a Radeon RX 7900 XT 899 dolláros áron kerülhet forgalomba, ami előny lehet az 1199 dolláros GeForce RTX 4080-as modellel szemben, ha a teljesítmények is úgy alakulnak, ahogy várják.
