AMD сейчас тестирует накопление кэша L2
Есть достижения, которые не нуждаются в огнях и фанфарах, но могут изменить структуру архитектуры. Компания AMD, которая в последние годы успешно исследовала границы кремниевого проектирования, в настоящее время изучает, как расширить свою известную 3D-кэш-память за пределы уровня L3. Новая цель — это кэш L2, и, хотя это все еще экспериментальная разработка, направление, на которое указывает их последний патент, предлагает путь, который будет иметь очень серьезные последствия для производительности, эффективности и способа проектирования чипов будущего.
В основе этого предложения лежит предыдущий опыт, который уже доказал свою ценность. Технология 3D V-Cache от AMD, впервые представленная в линейке Ryzen и позже распространенная на процессоры EPYC как часть серии Milan-X, заключается в вертикальном размещении блоков кэша L3 поверх основного чиплета. Такой подход позволил значительно увеличить объем доступной кэш-памяти без изменения базовой конструкции процессора с ощутимым приростом при нагрузках, чувствительных к задержке, таких как видеоигры или технические симуляции. Теперь следующим естественным шагом, по-видимому, будет повторение той же концепции … но на другом уровне.
В своей новой исследовательской работе под названием “Накопленный кэш со сбалансированной задержкой” AMD описывает архитектуру, в которой кэш-память L2 также может быть организована в виде многоуровневого макета. Согласно документации, структура включает в себя один или несколько кристаллов кэша, выровненных по вертикали и управляемых с помощью центрального модуля управления, так называемого CCC (схема управления кэшем). В иллюстративном примере упоминается конфигурация кэша L2 объемом до 4 МБ, разделенная на блоки по 512 КБ, соединенные с остальной частью микросхемы с помощью проходов через кремний, расположенных в центре системы. Такое расположение обеспечивает модульность и масштабируемость без изменения путей передачи данных или добавления структурных задержек.
Однако наиболее интересным является не размер, а увеличение задержки, которое влечет за собой этот дизайн. В то время как обычная кэш-память L2 объемом 1 МБ в плоской конфигурации имеет расчетную задержку 14 циклов, конструкция с накоплением, описанная AMD, сокращает это число до 12 циклов. Разница может показаться незначительной, но в контексте очень высокочастотных архитектур и интенсивных нагрузок эти два цикла преимуществ имеют ощутимое значение. Кроме того, симметричное распределение стекирования гарантирует, что обе половины системы будут иметь одинаковое время доступа, избегая внутренних узких мест.
Еще одно большое преимущество стекирования L2 заключается в потреблении. Меньшая задержка означает, что кэш может быстрее входить и выходить из активного состояния, сокращая время работы и, следовательно, затраты энергии. Также выигрывают такие факторы, как общая емкость и длина внутренних дорожек, что приводит к более чистому сигналу, меньшему выделению тепла и более общей электрической эффективности конструкции.
На данный момент все это остается техническим предложением. Нет даты развертывания или подтверждения того, что технология появится в ближайшее время, но если мы пройдем путь, пройденный оригинальным 3D V-Cache, будет разумно предположить, что мы увидим некоторый рабочий прототип в будущих поколениях процессоров или даже графических процессоров. В последние годы AMD демонстрирует сильную склонность к инновациям в тех аспектах внутренней архитектуры, в которые другие производители еще не решились вникнуть. И если этот дизайн оправдает свои обещания, он может стать одним из тех незаметных улучшений, которые приносят больше пользы для реальной производительности, чем многие более заметные изменения.
История современной микроархитектуры буквально состоит из слоев. Некоторые толще, некоторые тоньше, но все с одной и той же целью: продвинуть немного дальше того, что мы считали возможным в кремнии. То, что теперь AMD делает ставку на то, чтобы перенести накопление и в кэш L2, — это не только естественное развитие ее стратегии, но и еще один пример того, что эффективность при продуманном проектировании может стоить столько же, сколько и полная мощность. Возможно, больше.
Редактор: AndreyEx
