2024年國際固態電路會議 : AMD的Zen 4c內部解析 - 面積優化的雲計算核心

關鍵字 :AMDZen4c

[AMD工程師在ISSCC上展示了他們的最新創新及如何實現了Zen 4c CPU核心]

在舊金山舉行的國際固態電路會議(ISSCC)。在這個活動中,來自學術界和工業界的團體聚集在一起,展示他們最新和最偉大的研究和發展成果。

根據會議節目顯示,許多新的固態電路、架構和處理器已經被揭示,以及更全面的性能評估。

AMD在ISSCC會議上發表了有關Zen 4c核心的論文,該核心在近年來的9004系列處理器或"Bergamo"以雲為重點的處理器中已經被使用。

以下探討AMD的ISSCC論文,以便為設計師提供更多有關Zen 4c核心的背景信息,以及AMD工程師如何實現它。

[為雲計算提供更多核心]

隨著更多的關注轉向雲計算,傳統的處理器設計方法開始變得過時,因為核心數量可能超過了單個核心的性能。相反,邊緣設備可以從一個小而強大的處理器核心中獲益。

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(在需要低功耗的情況下,Zen 4c相比Zen 4核心能夠提供更強大的性能)

AMD希望Zen 4c核心能在這些市場上蓬勃發展。相比較較舊的Zen 4架構,Zen 4c完全兼容ISA和功能,使得在Zen 4和Zen 4c軟體之間進行轉換更加容易。

此外,Zen 4c採用相同的TSMC 5納米製程,更注重面積和功耗效率。

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(Zen 4c核心的較小尺寸使每個晶片上可以容納更多的核心,從而在雲計算應用中提升了計算性能)

就功能而言,Zen 4c核心與普通的Zen 4核心非常相似,主要的差異在於L3高速緩存。相比之下,Zen 4c核心的L3高速緩存只有2 MB,而Zen 4核心則為4 MB。

然而,由於Zen 4c核心架構允許更多的核心,這種取捨是可以彌補的。

[面積優化設計]

為了支援高核心數的晶片,Zen 4c核心需要進行積極的優化。通過使用雙泵浦架構在一個時鐘周期內執行讀寫操作,Zen 4c核心在每個SRAM單元中減少了兩個晶體管。

這使得宏觀面積減少了40%,同時只降低了時鐘速度的20%

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(由於轉向6T SRAM單元,AMD的工程師成功地通過放寬時序要求,將單個核心的尺寸縮小了35%)

儘管較低的時鐘頻率不一定是一件好事,但較低的時鐘頻率最終意味著每個核心的面積和功耗減少,因為漏電減少了50%,開關電容減少了25%。

最終,相比相同的製程節點,Zen 4c核心報告了35%更小的核心面積。

增加的面積效率最終使得AMD的工程師能夠在Zen 4c芯片上將核心數量翻倍,同時保持相同的L3緩存量,並且只增加了10%的總面積

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(與Zen 4相比,Zen 4c核心提高了處理器晶片的面積和功耗效率,實現了更高的集成度)

Zen 4c晶片相比於Zen 4晶片,在計算應用中展示出9%的性能改進,顯示出該核心在計算應用中的有效性。在面積和功耗正常化後,Zen 4c相比於Zen 4架構顯示出25%和9%的改進,

為雲計算應用中更好且更高效的高核心數處理器鋪平了道路。

[低功耗計算效能]

對Zen 4c核心性能感興趣的設計師可以參考AMD EPYC 9004系列處理器或7000系列移動處理器來評估新核心的性能。從現在所知,可以看出Zen 4c核心在需要高效計算的應用中表現出色。

所有圖像由ISSCC與AMD提供並提供使用

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參考來源

Aaron Carman: https://www.allaboutcircuits.com/news/isscc-2024-inside-amds-zen-4cthe-area-optimized-cloud-computing-core/