8月初,AMD Ryzen 9000系列處理器終於正式上市,由於多種原因,其全部效能目前尚無法全部發揮出來,因此,現階段大家的關註重點還是在效能方面。不過,本文的主題並不是介紹Ryzen 9000系列處理器的效能,也不是它的紙面參數,而是其硬件層面的內部構造。
——是的,你沒有看錯,近期海外極客Fritzchens Fritz拆解了Ryzen 5 9600X這款處理器,並用專業器材拍下了放大後的內部高畫質圖片,非常具有參考價值。
具體而言, Ryzen 5 9600X采用單個Zen 5 CCD(部份高端型號有兩個CCD)和單個IOD,請參閱上圖。可能有些朋友不理解什麽是處理器的「CCD」和「IOD」,下面小編科普一下:
CCD是處理器內部的關鍵組成部份,它的主要職責是負責執行各種計算任務。它包含了多個計算單元(如CCX),這些計算單元可以協同工作,以實作高效的數據處理,大家可以把CCD理解成是處理器的計算單元。
IOD是處理器中的輸入/輸出內核的簡稱,主要負責處理與輸入/輸出相關的功能。包括記憶體控制器、IO控制器、IF總線等。這些元件協同工作,用以實作處理器與外部器材之間的數據傳輸和通訊,大家可以把IOD理解成是處理器的輸入/輸出內核,具體情況請參閱上圖。
在AMD所釋出的某些處理器型號中,CCD和IOD部份可能是由不同代工廠所制造的,或者由同一代工廠使用不同的工藝制程所制造,最後再封裝在一起的,IOD部份的制造工藝往往落後於CCD。
下面小編舉一個例子:比如Ryzen Threadripper 3990X這款處理器,擁有64核128執行緒,其CCD部份采用台積電7nm工藝制造,IO部份采用格羅方德12nm工藝制造,請參閱上圖。
所以,在對於某款處理器的嚴謹介紹中,這兩部份的制造工藝往往是分開介紹的,而一般談及某款處理器的制造工藝主要是指CCD部份的制造工藝。
AMD Zen 5 CCD芯片(Eldora)的面積為70.6mm²,擁有831.5億個晶體管,采用台積電N4P工藝制造,而IDO芯片則與上一代保持不變,繼續使用台積電6nm工藝制造。
另外,相比之前的Zen 3 CCD和Zen 4 CCD,Zen 5 CCD有一個明顯的變化,其TSV(矽通孔)的數量要少得多。要理解這些,首先就必須理解「TSV」是什麽,以下是簡要介紹:
TSV的英文全文為「Through Silicon Via」,中文意思是指矽通孔技術。這是一種先進的三維集成電路封裝技術,透過在芯片上制作垂直貫通的微小通孔,在通孔中填充導電材料(如銅、鎢等),可以實作芯片內部不同層面之間以及芯片之間的垂直電氣連線。
它的優勢在於可以透過垂直堆疊不同功能的芯片,可以大振幅提高電子元器件的整合度,還可以減小封裝的幾何尺寸和封裝重量、降低功耗和提升效能。
盡管擁有諸多優勢,TSV技術目前尚不完全成熟、完善,也存在著一些問題和短板。簡單來說,主要是技術難度大、成本高,良品率低,還需要繼續進一步完善。
Zen 5 CCD的TSV(矽通孔)數量減少,說明台積電方面的制造工藝有一定的調整,至於具體的調整原因,現在沒有可靠權威的說法。
目前有一種主流的說法是TSVs在L3緩存中的位置可能會給Zen 5 CCD帶來壓力,因此要想辦法減少其所占用的空間,為搭載大容量3D V-cache型號預留空間。
雖然目前采用Zen 5架構的Ryzen 9000系列處理器已經釋出上市,但是Ryzen 9000系列處理器只是采用Zen 5 CCD的一部份產品線而已,預計未來它也將套用於Strix、Strix Halo和Fire Range Krackan等在內的多個產品線。
當然,AMD Zen 5架構的實際體驗如何,還有待市場和消費者進行驗證。
補充說明:本文是有關Ryzen 5 9600X和Zen 5架構硬件層面的分析,其中一部份來自於海外科技博主Fritzchens Fritz,另外一部份來自於小編個人的分析解讀,並非來自於AMD官方,由於水平有限,不保證內容絕對準確,僅供參考。