7nm是领先引擎 专访AMD首席技术官Joe Macri

PChome | 编辑: 单亚凯 2019-10-16 05:00:30原创

10月10日,AMD在北京成功召开以“万众一芯 出7制胜”为主题的AMD大中华区合作伙伴峰会,全面展示了AMD在过去一年所取得的辉煌成果。会后我们与AMD全球院士、计算与图形首席技术官Joe Macri先生进行了深入交流。

2019年,是属于AMD的一年。AMD推出了从第三代Ryzen锐龙处理器到Navi核心的全新GPU,再到代号Rome的第二代EYPC(霄龙)服务器处理器等一些列高性能产品,无论是在消费级CPU/GPU市场,还是在数据中心市场上,都取得了令人瞩目的成绩。

AMD全球院士、计算与图形首席技术官Joe Macri

10月10日,AMD在北京成功召开以“万众一芯 出7制胜”为主题的AMD大中华区合作伙伴峰会,全面展示了AMD在过去一年所取得的辉煌成果。会后我们与AMD全球院士、计算与图形首席技术官Joe Macri先生进行了深入交流。

·7nm是长周期技术节点 摩尔定律没有消亡

在过去一年多时间里,AMD对于市场的预判与把控非常准确,产品布局与推出节奏卡的非常准,采用ZEN 2核心的第三代锐龙与第二代EYPC处理器按时出货,采用7nm制程的GPU也如期发布,这些产品背后是AMD所创造的创新工艺与架构。

与Zen架构相比,Zen 2架构在多个方面都进行了增强,除了核心微架构升级,Zen 2核心架构还采用了革命性的“chiplet”模块化设计,实现了计算核心Die和I/O单元Die的分离。Zen 2架构的计算核心部分采用先进的 7nm 制造工艺,而I/O核心部分采用成熟的14nm工艺制造,这种设计方式的背后AMD是如何考量的呢?

Joe Macri说到:“所谓一个成熟的技术,其实它的决定因素就是成本。事实上我们要衡量对于这样一个方案来说什么样的技术是最为合适的。目前,我们觉得不管是I/O,或者是芯片,采用哪一种制程工艺,其实最关键的是看它适不适用。”

Joe Macri :“我们谈制程技术优势的时候主要从两个角度出发。一个是它本身在晶圆上占的面积有多大。另外一个就是它的功耗。Zen 2产品I/O部分采用14nm,计算核心采用7nm,这是AMD的工程师在目前市场应用以及市场的范围之下从每美元性能的角度出发所达成的平衡。这也是我们对于什么样的技术和什么样的制程工艺是适合目前市场的所评估后找到的最佳平衡点。”

在峰会当天的演讲中,Joe Macri也谈到了AMD今后几年的产品路线图。根据规划,采用7nm+制程的ZEN 3和RDNA 2也很快会问世。毫无疑问7nm制程技术对于已经对AMD产生了积极的影响,并且也将持续影响未来的两代甚至更多代的产品。AMD对于制程工艺的突破是如何看待的呢?

AMD表示:“技术是在不断成熟的,今天7nm是很先进的,但到了明天它就是个旧技术了。随着技术的不断成熟,我们也会做升级换代,如果是7nm应用成熟了,可能我们的I/O Die部分也会升级到7nm,同时我们的计算核心可能会升到更先进的制程工艺。”

Joe Macri:“下一个制程技术节点肯定就是5nm了。现在我们还不能披露在这个技术节点上一些具体技术的属性。但是,7nm制程技术节点是一个比较长的技术节点,所以我们会谈到7nm+的概念,以及DKM(阈值调优)的最佳方法。”

Joe Macri:“摩尔定律我们认为其实并没有死亡,只不过它现在的速度放缓了。以FinFET工艺为例,其实它的三门是三面包围的,以后我们可以实现全包围。随着技术本身的不断发展,以后肯定会看到运行更快的、体积更小的、功耗更低的一些芯片。从人类历史上的宏观来看,工程师总是能找到相应的技术来解决挑战”。

“对于AMD而言,我们会与合作伙伴共同携手推出在市场上绝对领先的前沿技术,我们是要保持领先的位置,不能落在后面的,因为这是一个竞争非常激烈的世界。我们也会尽自己的所能,在技术上保持领先,和合作伙伴共同面对这样一个富有挑战性的环境。”Joe Macri说到。

·7nm Navi移动GPU需要更多优化设计

在图形显示与计算方面,AMD今年6月份正式发布看Radeon RX 5700系列全新显卡,采用全新的RDNA微架构。这也是AMD自2012年以来首次更新微架构,相比上一代GCN架构,IPC性能提升1.25倍、每瓦性能提升1.5倍。采用7nm制程工艺的Navi 10核心,晶体管密度提升0.6倍,单位面积性能提升1.3倍。

Radeon RX 5700系列发布之后同样受到业界及用户的肯定,为桌面GPU市场带来了新的活力。而在移动端的布局,除了Ryzen移动版处理器,AMD在显卡方面也加紧部署,刚刚推出的Radeon RX 5500系列产品即致力于为高性能笔记本带来极致的1080p游戏体验。

我们都知道,笔记本的设计与桌面端产品完全不同,AMD是如何优化设计的?谈及这个话题,Joe Macri说到:

“移动GPU和针对桌面端的GPU的设计点是完全不一样的。首先我们来看桌面PC机,它的散热风扇可以做到很大,这个时候,如果我们画一个坐标系,X轴代表功耗,Y轴代表频率,这个时候它是一个线性增长的关系,你可以将硬件性能发挥到极致,而无需去担忧功耗,在风扇等元器件上也可以做更多工作,比如可以让它更静音、电耗更低等。但换到移动GPU的设计上,一开始功耗增加与性能增加是和PC机一样的线性增长,但是存在一个临界点,过了这个点之后,会出现边际效应,增长曲线甚至会逐渐变平。所以,我们移动GPU的设计其实是在线性增长的一段区间里做最优化的设计。我们不希望进入到第二段的边际效应递减的区间。因为这个时候可能电耗增加了50%,但换来的性能增益只有15-20%左右。”

Joe Macri“因此关键在于我们所说的SMU(System Manage Unit)的调优上。在PC机上的SMU可以做到非常的大胆,因为供电方面没有问题,但当转移到移动设备环境下,由于靠电池供电,这个时候SMU的调优方面就要做很多的考量。当然,笔记本电脑插电运行的时候,会有一些增加的空间,但总体上还是会采取一个非常保守的设计。实际上桌面GPU或是移动版GPU在图形卡的晶体管设计方面基本是一样的,只不过在散热、功耗方面,针对笔记本在电压方面要调低一些,让它的温度更低一些,以利于散热。所以,关键是在SMU的设计上。”

今年正值AMD 50周年,无论是采用7nm ZEN 2的第三代锐龙、第二代EYPC处理器,还是7nm 的Navi GPU,毫无疑问是,AMD在半导体工艺制程上的后来居上,成就了AMD又一阶段的辉煌,成为AMD高速增长的领先引擎,为AMD致力于成为全球高性能计算和图形技术领导者的愿景提供新的动力。

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