AMD最大的芯片：13個(gè)Chiplet，1460億晶體管

來(lái)源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自tomshardware，謝謝。

AMD在 2023 年國(guó)際消費(fèi)電子展上推出了其下一代 Instinct MI300 加速器，我們有幸獲得了一些動(dòng)手時(shí)間，并拍攝了幾張這款龐大芯片的特寫照片。毫無(wú)疑問，Instinct MI300 是一個(gè)改變游戲規(guī)則的設(shè)計(jì)——這個(gè)數(shù)據(jù)中心 APU 混合了總共 13 個(gè)小芯片，其中許多是 3D 堆疊的，以創(chuàng)建一個(gè)具有 24 個(gè) Zen 4 CPU 內(nèi)核并融合了 CDNA 3 圖形的芯片引擎和 8 堆 HBM3?？傮w而言，該芯片擁有 1460 億個(gè)晶體管，是 AMD 投入生產(chǎn)的最大芯片。 

MI300 擁有 1460 億個(gè)晶體管，輕松超過英特爾的 1000 億個(gè)晶體管Ponte Vecchio，再加上 128GB 的HBM3 內(nèi)存。考慮到其閃亮的外觀，去邊芯片很難拍攝，但您可以清楚地看到中心芯片側(cè)面的八個(gè) HBM3 堆棧。在這些 HBM 堆棧之間放置小的結(jié)構(gòu)硅片，以確保在封裝頂部擰緊冷卻溶液時(shí)的穩(wěn)定性。

該芯片的計(jì)算部分由九個(gè) 5nm 小芯片組成，它們是 CPU 或 GPU 內(nèi)核，但 AMD 沒有詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)小芯片的使用數(shù)量。Zen 4 內(nèi)核通常部署為八核裸片，因此我們可以查看三個(gè) CPU 裸片和六個(gè) GPU 裸片。GPU 芯片使用 AMD 的 CDNA 3 架構(gòu)，這是 AMD 數(shù)據(jù)中心專用圖形架構(gòu)的第三次修訂。AMD 沒有指定 CU 數(shù)量。

這九個(gè)裸片被 3D 堆疊在四個(gè) 6nm 基礎(chǔ)裸片之上，這些裸片不僅僅是無(wú)源中介層——我們被告知這些裸片是有源的，可以處理 I/O 和各種其他功能。AMD 向我們展示了另一個(gè) MI300 樣品，該樣品的頂部裸片用砂帶打磨機(jī)打磨掉，以揭示四個(gè)有源中介層裸片的架構(gòu)。在那里，我們可以清楚地看到不僅可以在 I/O 塊之間實(shí)現(xiàn)通信的結(jié)構(gòu)，還可以看到與 HBM3 堆棧接口的內(nèi)存控制器之間的通信。但我們不允許拍攝第二個(gè)樣本。

3D 設(shè)計(jì)允許在 CPU、GPU 和內(nèi)存芯片之間實(shí)現(xiàn)令人難以置信的數(shù)據(jù)吞吐量，同時(shí)還允許 CPU 和 GPU 同時(shí)處理內(nèi)存中的相同數(shù)據(jù)（零拷貝），從而節(jié)省電力、提高性能并簡(jiǎn)化編程?？纯催@個(gè)設(shè)備是否可以在沒有標(biāo)準(zhǔn) DRAM 的情況下使用將會(huì)很有趣，正如我們?cè)谟⑻貭柕?Xeon Max CPU中看到的那樣，它也采用了封裝 HBM。 

AMD 不愿透露細(xì)節(jié)，因此不清楚 AMD 是使用標(biāo)準(zhǔn)的 TSV 方法將上下裸片熔合在一起，還是使用更先進(jìn)的混合鍵合方法。我們被告知 AMD 將很快分享有關(guān)封裝的更多細(xì)節(jié)。

 AMD 聲稱 MI300 提供的 AI 性能是 Instinct MI250 的八倍，每瓦性能是Instinct MI250的五倍（使用具有稀疏性的 FP8 測(cè)量）。AMD 還表示，它可以將 ChatGPT 和 DALL-E 等超大型 AI 模型的訓(xùn)練時(shí)間從幾個(gè)月縮短到幾周，從而節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元的電費(fèi)。 

當(dāng)前一代的 Instinct MI250 為 Frontier 超級(jí)計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力，這是世界上第一臺(tái)百億億級(jí)計(jì)算機(jī)，而 Instinct MI300 將為即將推出的兩臺(tái) exaflop El Capitan 超級(jí)計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力。AMD 告訴我們，這些 halo MI300 芯片價(jià)格昂貴且相對(duì)稀有——它們不是大批量產(chǎn)品，因此它們不會(huì)像EPYC Genoa 數(shù)據(jù)中心 CPU那樣得到廣泛部署。但是，該技術(shù)將過濾到不同外形的多種變體。

該芯片還將與Nvidia 的 Grace Hopper Superchip競(jìng)爭(zhēng)，后者在同一塊板上結(jié)合了 Hopper GPU 和 Grace CPU。這些芯片預(yù)計(jì)將于今年上市?；?Neoverse 的 Grace CPU 支持 Arm v9 指令集，并且系統(tǒng)配備了兩個(gè)與 Nvidia 新品牌 NVLink-C2C 互連技術(shù)融合在一起的芯片。AMD 的方法旨在提供卓越的吞吐量和能效，因?yàn)閷⑦@些設(shè)備組合到一個(gè)封裝中通常比連接到兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備時(shí)能夠在單元之間實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。 

MI300 還將與 Intel 的Falcon Shores競(jìng)爭(zhēng)，該芯片將具有數(shù)量不等的計(jì)算塊，具有 x86 內(nèi)核、GPU 內(nèi)核和內(nèi)存，具有令人眼花繚亂的可能配置，但這些配置要到 2024 年才會(huì)到貨。 

在這里，我們可以看到 MI300 封裝的底部以及用于 LGA 安裝系統(tǒng)的接觸墊。AMD 沒有分享有關(guān)插槽機(jī)制的詳細(xì)信息，但我們一定會(huì)盡快了解更多信息——該芯片目前在 AMD 的實(shí)驗(yàn)室中，該公司預(yù)計(jì)將在 2023 年下半年交付 Instinct MI300。El Capitan超級(jí)計(jì)算機(jī)將在 2023 年部署時(shí)成為世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。目前正在按計(jì)劃進(jìn)行。