AMD RyzenチップレットとIntelのモノリシックの比較:歴史と未来

IntelとAMDは、50年以上にわたり、事実上のプロセッサ製造/設計会社です。どちらもチップの動力源としてx86 ISAを使用していますが、CPU設計へのアプローチは過去10年ほどでまったく異なる道をたどっています。AMDがGlobal Foundriesを別のユニットとしてスピンオフし、チップの供給をTSMCに依存し始めた後、状況は変わり始めました。

ブルドーザーの大失敗により、チームレッドは不安定な状況に陥りました。Intelのはるかに高度なアーキテクチャに対抗するためには、低コストのソリューションが必要でした。その結果が禅でした。 チップレットまたはMCM (マルチチップ・モジュール)アーキテクチャを活用したRyzenプロセッサーは、PCおよびチップ製造業界全体に根本的な変化をもたらしました。

第1世代Ryzenのアーキテクチャは比較的シンプルで、コアからI/O、コントローラーまですべてを同じダイに搭載した SoC設計 でした。CCXの概念が導入され、CPUコアが4つのコアユニットにグループ化され、インフィニティキャッシュを使用して組み合わされました。2 つのクアッドコア CCX がダイを形成しました。

CCXが導入されたにもかかわらず、消費者向けRyzenチップはまだモノリシックなシングルダイ設計であったことに注意することが重要です。さらに、L3 キャッシュは CCX 内のすべてのコアで共有されていましたが、それぞれに独自のスライスがありました。別のCCXにある最後のレベルのキャッシュ(LLC)へのアクセスは比較的遅く、他のCCX上にある場合はさらに遅くなりました。これにより、ゲームなどのレイテンシーの影響を受けやすいアプリケーションのパフォーマンスが低下していました。

Zen+(-node shrink)でも状況はほぼ同じでしたが、Zen 2はメジャーアップグレードでした。これは、2つの演算ダイまたは CCD と1つのI/Oダイを備えた、コンシューマCPU向けの最初のチップレットベースの設計でした。AMDは、Ryzen 9の部品に2つ目のCCDを追加し、これまで消費者向けには見られなかったコア数を実現しました。

16MBのL3キャッシュは、CCX上のすべてのコアでよりアクセスしやすく(読み取り:高速)、ゲームパフォーマンスが大幅に向上しました。 I/Oダイ が分離され、Infinity Fabricがアップグレードされました。この時点で、AMDはゲームではわずかに遅かったが、ライバルのIntel Coreチップよりも優れたコンテンツ作成パフォーマンスを提供していた。

Zen 3はチップレットの設計をさらに洗練させ、 CCXを排除し 、8つのコアと32MBのキャッシュを1つの統合CCDに統合しました。これにより、キャッシュのレイテンシが大幅に短縮され、メモリサブシステムが簡素化されました。AMDのRyzenプロセッサは、初めて、最大のライバルであるIntelよりも優れたゲームパフォーマンスを提供しました。Zen 4は、CCDデザインを小さくする以外に、CCDデザインに目立った変更を加えていません。