Az AMD még az előző évi Computexen mutatta be a 3D V-Cache-nek nevezett gyorsítótárát, amely lényegében egy 64 MB-os extra L3 kapacitást kínáló lapka a már meglévő Zen 3 chiplet fölé építve. A vállalat ugyanakkor a mély technológiai részletekben nem ment bele, viszont az idei ISSCC alkalmával ezt is pótolták, és Hardwareluxx közölte is ezeket az információkat.
(forrás: Hardwareluxx) [+]
Az AMD a rendszert EPYC 7003-as processzorok dizájnját alapul véve mutatta be, és lényeges tényező, hogy az extra lapka alkalmazásához át kellett alakítani az Zen 3 magokat tartalmazó CPU chipleteket. Ezek lényegesen vékonyabbak lettek, így függőlegesen is ráfért a 3D V-Cache, plusz az eredeti chipletekhez viszonyítva a megmaradt magasságkülönbséget passzív szilíciummal töltötték ki. Végeredményben a 3D V-Cache nélküli, illetve az ezzel szerelt EPYC processzorokon is ugyanolyan magasak a CPU chipletek, és ez ugye az IO lapkához is igazodik, ami a tokozást megkönnyítését szolgálja. Az AMD a két lapka egymásra tokozására, illetve helyezésére a TSMC SoIC technológiáját használta.
Maga a 3D V-Cache-t biztosító lapka 41 mm²-es kiterjedésű, és a TSMC 7 nm-es node-ján készül. A 64 MB-nyi SRAM-kapacitása nyolc darab 8 MB-os szeletre van osztva, amelyek egyenként 1024 tűs TSV interfészen csatlakoznak a Zen 3 chipleten lévő L3 gyorsítótár 4 MB-os szeleteihez. Az összeköttetés teljesítménye szeletenként 2 terabit/másodpercnél is több, ami igazodik a chipleten lévő szeletek kommunikációjára használt gyűrűs busz tempójához. Ezzel lényegében az egyes magok számára mindegy, hogy az adat a Zen 3 chiplet egyik L3, vagy a fölé helyezett 3D V-Cache kapcsolódó szeletében van.
(forrás: Hardwareluxx) [+]
Az egyik legnagyobb nehézsége az ilyen dizájnoknak a késleltetés, ugyanis a 3D V-Cache fizikailag a chiplet fölött helyezkedik el. Ahhoz, hogy ezeket a hátrányokat minimalizálni lehessen az AMD a 3D V-Cache-t is ugyanúgy strukturálta, ahogyan az L3 gyorsítótárat, vagyis maradnak a 128 kB-os adatmakrók, de 256 helyett már 512 darab van az extra lapkán. Utóbbi nyilván a megnövelt kapacitásból ered. Ezen túlmenően a 3D V-Cache 1088 darab 6 kB-os tag makrót használ, ami segít az adatok gyors megtalálásában. Ezzel a kiépítéssel az AMD szerint csupán négy extra ciklust kell bevállalni a Zen 3 chiplet L3 gyorsítótárának késleltetéséhez viszonyítva, ami masszívan megéri, figyelembe véve azt, hogy az L3 gyorsítótár kapacitása a háromszorosára növelhető.
Végül érdemes kitérni a fogyasztásra. Ugyan a gyorsítótárak nem számítanak a legnagyobb étvágyú komponenseknek, de nyilván nem működnek áram nélkül. Annak érdekében, hogy az energiaigényt minimalizálva legyen az AMD számos optimalizálást vetett be, ugyanakkor a 3D V-Cache hatása így is érezhető lesz. Amennyiben nincs lehetőség a TDP-keret növelésére, akkor a processzormagok órajelének csökkentésével lehet kompenzálni a változást. Ez látszik például a Ryzen 7 5800X3D-n, amely a Ryzen 7 5800X-hez viszonyítva 300 MHz-nyi alapórajellel fizet a plusz 64 MB-nyi gyorsítótárért, miközben megőrzi a 105 wattos TDP keretet. Ugyanakkor az adatintenzív alkalmazásokban annyira erőteljes az L3 cache kapacitásának megháromszorozásából származó előny, hogy bőven kompenzálja a visszavett órajelet.
