AMD CCD-Architektur

AMD CCD-Architektur

Der Core Complex Die (CCD) ist der grundlegende Baustein moderner AMD-CPUs. Jeder CCD ist ein kleiner Chip, der bis zu 8 CPU-Kerne, deren zugehörigen Cache und die Infrastruktur zur Kommunikation mit anderen Chiplets enthält. Durch die Kombination mehrerer CCDs mit einem I/O-Die kann AMD CPUs mit unterschiedlichen Kernzahlen aus denselben Grundbausteinen erstellen.

Innerhalb eines CCD sind die Kerne in Core Complexes (CCX) organisiert. In Zen 2 und Zen 3 hatte jeder CCX 4 Kerne, die sich 16 MB L3-Cache teilten. Ab Zen 4 wechselte AMD zu einem einzigen CCX pro CCD mit 8 Kernen, die sich 32 MB L3-Cache teilen. Dies vereinfachte die Architektur und reduzierte die Latenz, da alle Kerne in einem CCD auf denselben L3-Cache zugreifen konnten, ohne Chiplet-Grenzen zu überschreiten.

Die Kommunikation zwischen CCDs erfolgt über den Infinity Fabric, der durch den I/O-Die verläuft. Wenn ein Kern in CCD 0 Daten benötigt, die in CCD 1 zwischengespeichert sind, muss die Anfrage von CCD 0 zum I/O-Die, dann zu CCD 1 reisen, und die Daten müssen denselben Weg zurücklegen. Dies fügt im Vergleich zum Zugriff auf Daten innerhalb desselben CCD Latenz hinzu. Aus diesem Grund skalieren einige Workloads mit mehr Kernen besser als andere.

AMD verwendet eine Technik namens Core Parking, um dies zu verwalten. Der Scheduler des Betriebssystems versucht, verwandte Threads auf demselben CCD zu halten, um die Kommunikation zwischen Chiplets zu minimieren. Sowohl Windows als auch Linux verfügen über Optimierungen für die Chiplet-Architektur von AMD. In Spielen bedeutet dies, dass das Spiel und seine kritischen Threads auf einem CCD gehalten werden, während Hintergrundaufgaben auf dem anderen ausgeführt werden.

Die Anzahl der CCDs bestimmt die maximale Kernanzahl. Ein Ryzen 5 hat einen CCD mit 6 aktivierten Kernen. Ein Ryzen 7 hat einen CCD mit 8 Kernen. Ein Ryzen 9 hat zwei CCDs für 12 oder 16 Kerne. Ein Threadripper kann bis zu 8 CCDs für 96 Kerne haben. Das Chiplet-Design ermöglicht diese Skalierung, ohne für jedes Produkt einen völlig neuen Chip entwickeln zu müssen. Aus demselben Grund kann AMD so viele verschiedene CPU-Modelle aus demselben Grunddesign anbieten.