AMDZen5锐龙9000内核布局解密:有一点大变

原创 硬件世界 2024-10-07 21:22

Nemez、Fitzchens Fitz、HighYieldYT等多位大神共同完成了Zen5架构锐龙9000系列的内核解密,包括高清照片、模块分布图。

锐龙9000系列延续了chiplet布局,包括一颗或两颗CCD、一颗IOD。

其中,CCD升级架构的同时,制造工艺也从N5 5nm升级为N4P 4nm,IOD则和锐龙7000系列上的完全一样,工艺也还是N6 6nm。

CCD整体布局如上,包括左右两排一共八个Zen5 CPU核心,夹在中间的所有核心共享的32MB三级缓存。

注意看,三级缓存的两排粉色长条区域,和以往一样,是为3D缓存预留的TSV硅通孔,锐龙9000X3D系列上会用到它。

下方是系统管理单元(SMU)、电源管理单元(PMU)、I/O互联模块,以及两个Infinity Fabric高速互连通道模块(IFoP),EPYC上它们的作用更大。

左下角紫色的区域,被标注为测试/调试之用。

细看每个核心,左侧大片区域是矢量执行单元,主要用作浮点操作,完整支持512位浮点路径,可用于AVX-512指令,所以面积相当大,而且位于核心以及整个CCD的边缘,因为浮点运算发热量大,这样方便散热。

右侧是二级缓存,与之相连的就是三级缓存。

中间部分可以看到指令预取与解码、分支预测、微操缓存、调度器等组成的最重要的前端模块,以及32KB一级指令缓存、48KB一级数据缓存、整数执行单元、载入/存储单元。

IOD部分没啥新鲜的,128个流处理器的GPU核心、显示引擎、多媒体引擎、128-bit DDR5-5600内存控制器、28条PCIe 5.0控制器、USB 3.x/2.0控制器、两个IFoP端口。

是的,没有原生USB4,X870E/X870上的接口都来自板载第三方主控。

Nemez还利用B站网友“万扯淡”的底图,详细分析了Lunar Lake即酷睿Ultra 200V系列处理器的内部结构布局,其中大小核分布非常有意思。

酷睿Ultra 200V处理器分为计算模块、平台控制器模块,分别采用台积电3nm、6nm工艺,共同放置在台积电22nm制造的基底上。

计算模块面积为16.27×8.58=139.60平方毫米,平台控制器模块面积为11.51×3.97=45.69平方毫米,基底面积为16.77×13.10=219.69平方毫米。


计算模块


平台控制器模块


基底

它的另一大特点就是封装了两颗LPDDR5X内存,有利于节省主板面积与笔记本空间,从而做得更轻薄或放入更大电池,也有利于提高系统通信性能,降低延迟,还有利于大大降低整体功耗。

从分析图上可以看到,四个Lion Cove架构的P核位于计算模块的右侧边缘,中间夹着共享的12MB三级缓存,并分为四块,每块3MB。

每个核心自己有2.5MB二级缓存,也分成了两块。

旁边是四个为一组的Skymont架构的E核,集体共享12MB二级缓存,分成了三块。

对比来看,四个E核的面积稍微大于一个P核,这无疑是颇为值得称道的,因为上代四个E核面积约等于一个P核,而这一代E核的IPC性能整数提升了38%、浮点提升了68%,但面积却没有明显增大。

再往左是NPU AI引擎,分为六组NCE MAC阵列,每组猜测还是2MB缓存。

左侧边缘是GPU核显,一共八个Xe2 LPG架构的核心,以及分成两块的8MB二级缓存。

另外还有媒体引擎、显示引擎、8MB SLC系统缓存、128-bit LPDDR5X-8533内存控制器。

平台控制器模块内分布着PCIe 4.0/5.0控制器、雷电控制器、USB 3.x/2.0控制器、Wi-Fi与蓝牙控制器等。

平台控制器模块和和计算模块之间,通过两个模块桥接器(Tile Bridge)互相连接。

另外没想到的事,Zen5四处出击的同时,Zen4家族居然还有新产品,这就是面向嵌入式市场的EPYC Embedded 8004系列,不过一如标准版的EPYC 8004系列,采用的是Zen4c架构。

在此之前,Zen EPYC家族已经陆续有了:EPYC 9004系列(通用高性能计算)、EPYC 97x4系列(云计算)、EPYC 9004X系列(3D缓存超高性能计算)、EPYC Embedded 9004系列(嵌入式)、EPYC 8004系列(边缘计算)、EPYC 4004系列(中小企业)。

嵌入式EPYC 8004系列的基本架构、规格没有太大变化,还是SP6封装接口,四个CCD,每个CCD内两个CCX,每个CCX 8个核心和16MB三级缓存,六通道DDR5-4800内存,96条PCIe 5.0。

具体型号方面,嵌入式EPYC 8004系列一共六款,基本就是标准功耗的EPYC 8004P系列,没有低功耗的EPYC 8004PN系列,但部分型号规格略有微调:

嵌入式EPYC 8534P:64核心128线程,2.3-3.1GHz,200W

嵌入式EPYC 8434P:48核心96线程,2.5-3.1GHz,200W

嵌入式EPYC 8324P:32核心64线程,2.65-3GHz,180W

嵌入式EPYC 8224P:24核心48线程,2.55-3GHz,180W(标准版160W)

嵌入式EPYC 8124P:16核心32线程,2.45-3GHz,125W

嵌入式EPYC 8C24P:12核心24线程,2.45-3GHz,100W(标准版8024P 2.4GHz、90W)


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