1460億電晶體 AMD造出最大晶片:13合一、性能飆升8倍

1月6日消息,AMD 在 CES 2023展會上推出了下一代面向數據中心的APU產品Instinct MI300,其採用chiplet設計,擁有13個小晶片,電晶體數量高達1460億個。

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具體來說,Instinct MI300由13個小晶片整合而成,其中許多基於3D堆疊的,擁有24個Zen4 CPU 內核,並融合了CDNA 3 圖形引擎,以及共享的統一記憶體池,包括 Infinity Cache 高速緩存和8個HBM共享記憶體設計。

總體而言,該晶片擁有1460億個電晶體,超過了英特爾的1000億電晶體的Ponte Vecchio,成為了AMD投入生產的最大晶片。

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從曝光的照片可以看到,MI300兩側擁有八個共計128GB的HBM3晶片,在這些 HBM3晶片之間還放置了多個小塊結構的矽片,以確保冷卻解決方案在封裝頂部擰緊時的穩定性。

MI300的計算部分由9個基於台積電5nm工藝製程的小晶片組成,包括了CPU和GPU內核,但AMD並未提供每個小晶片的詳細信息。

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由於Zen 4 內核通常部署為八個核芯,因此24核CPU則意味著有3個小晶片是CPU晶片,另外6個則是GPU晶片。

GPU晶片使用AMD的CDNA 3架構,這是AMD數據中心特定圖形架構的第三個版本。

AMD 尚未明確CU數量,不過官方公布的數據顯示,CDNA 3的每瓦特AI性能達到了上代CDNA 2的5倍。

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這9個小晶片是通過3D封裝堆疊在4個6nm小晶片上,這些晶片不僅僅是無源中介層——這些晶片是有源的,可以處理I/O和各種其他功能。

AMD 代表展示了另一個 MI300 樣品,該樣品打磨了頂部模具,以揭示四個有源中介層模具的結構。

這些結構不僅可以在I / O瓦片之間實現通信,還可以實現與HBM3堆棧接口的記憶體控制器之間的通信。

但是這個樣品禁止拍照,因此沒法提供照片。

3D堆疊設計允許CPU、GPU 和記憶體晶片之間實現令人難以置信的數據吞吐量,同時還允許 CPU 和 GPU 同時處理記憶體中的相同數據(零拷貝),從而節省功耗、提高性能並簡化編程。

看看該設備是否可以在沒有標準DRAM的情況下使用會很有趣,正如我們在英特爾的Xeon Max CPU中看到的那樣,它也採用了封裝上的HBM。

AMD的代表不願透露更多細節,因此不清楚AMD是否使用標準的TSV方法將上下晶片連接在一起,或者是否使用更先進的混合鍵合方法。

AMD表示,將很快分享有關封裝方面的更多詳細信息。

AMD聲稱MI300提供的AI性能、每瓦性能是Instinct MI250的8倍、5倍(使用稀疏性FP8基準測試)。

AMD還表示,它可以將ChatGPT和DALL-E等超大型AI模型的訓練時間從幾個月減少到幾周,從而節省數百萬美元的電力。

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當前一代的Instinct MI250為世界上第一台百萬兆級超級計算機Frontier提供動力,Instinct MI300將為即將推出的美國新一代El Capitan超級計算機提供動力,其FP64 峰值計算性能高達200億億次(2 ExaFLOPS)。

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AMD表示,這些面向超級計算機的MI300晶片將昂貴且相對罕見——這些不是大批量產品,因此它們不會像EPYC Genoa數據中心CPU那樣廣泛部署。但是,該技術將過濾到不同外形尺寸的多個變體。

該晶片還將與NVIDIA的Grace Hopper Superchip競爭,後者是在同一基板上整合了Hopper GPU和Grace CPU。這些晶片預計將於今年上市。

基於Neoverse的Grace CPU基於Arm v9指令集,配備了兩個與Nvidia新品牌的NVLink-C2C互連技術融合在一起的晶片。

AMD的方法旨在提供卓越的吞吐量和能源效率,因為將這些設備組合到單個封裝中,通常比連接兩個單獨的設備時能夠在單元之間實現更高的吞吐量。

MI300還將與英特爾的Falcon Shores競爭,後者將具有不同數量的計算模塊,包括x86內核,GPU內核和記憶體,具有令人眼花繚亂的可能配置,但這些要到2024年才能到來。

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在這里,我們可以看到MI300封裝的底部,其中包含用於LGA安裝系統的接觸墊。

AMD沒有分享更多細節,該晶片目前正在AMD的實驗室中。

1460億電晶體 AMD造出最大晶片:13合一、性能飆升8倍

AMD預計將在2023年下半年交付Instinct MI300,屆時El Capitan超級計算機將首發部署MI300,有望成為世界上最快的超級計算機。

值得一提的是,英特爾聯合阿貢國家實驗室也在部署運算速度高達200億億次極光(Aurora)超級計算機,該超級計算機基於英特爾的擁有超過1000億個電晶體的Ponte Vecchio數據中心顯卡。

來源:快科技