AMD Ryzen Threadripper 3960X/3970X 处理器、TRX可所谓真香

科技资讯 不思进取 1年前 (2019-11-26) 910次浏览 0个评论 扫描二维码

自从 Zen 微架构发表以来,服务器、工作站、桌面型电脑处理器都为同一套芯片设计,单一封装整合多个晶体管即为 HEDT、工作站、服务器产品,如今 AMD HEDT 平台也进入 Zen 2 微架构时代,先行发行 24 核心与 32 核心的 Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X。

chiplet 设计发飙

以 AMD 的财力与公司规模而言,能够在 x86 处理器市场与 Intel 缠斗多年,从多家争鸣到现今仅存 2 强,实属津津乐道的典范,但也因为公司规模不比 Intel,在某些设计必须要更有弹性,重复利用手中拥有的资源,从 Zen 微架构发表以来,无时无刻都可以看到类似的典范。

Zen、Zen+ 采用称为 Zeppelin 的芯片设计(APU 版本除外),该设计具备完整 SoC 功能,Intel x86 处理器须强制搭配芯片组才能使用(Atom 类小核心 x86 设计除外),4 个 x86 处理核心接上 1 个共用 L3 缓存,称之为 1 个 CCX(Core Complex),单一 Zeppelin 包含 2 组 CCX。

Zeppelin 为完整 SoC 设计,因此除了 x86 核心以外,也包含内存控制器、PCIe/SATA/USB 等高速通道,以及 LPC、SPI、I2C 等低速,这些不同区块通过由 HyperTransport 发展而来的 Infinity Fabric 互连架构相互连接。顺带一提,Zen 微架构之后的 APU 也是通过 Infinity Fabric 与 Vega 显示区块相互连通。

Infinity Fabric 互连架构除了让 Zeppelin 内部相互连通,也可以让 Zeppelin 与 Zeppelin 之间互通有无,这就是第一代消费市场 HEDT 平台 Ryzen Threadripper 与服务器市场 EPYC 处理器的原理,TR4/SP3 针脚封装可纳入 4 个 Zeppelin 晶体管,再依据目标市场不同,分别开启 Zeppelin 内部功能与对外通道数量多寡。

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 ▲ AMD HEDT 平台第一代和第二代 Ryzen Threadripper,以及服务器市场的 EPYC,都采用多晶封装的方式整合 4 个 Zeppelin 晶体管,接着再依据目标市场开放内部功能与通道数量多寡。

进入 Zen 2 微架构,Infinity Fabric 仍是连接各功能部位的中坚份子,版本连带提升来到第二代 Infinity Fabric 2,但此时处理器封装内部有所变化,HEDT 平台版本不再是完整 SoC 功能 Zeppelin 晶体管复数形式,而是改采单一 IOD 晶体管加上多颗 CCD 晶体管 chiplet 设计,单一 CCD 包含 2 组 CCX,IOD 则容纳内存控制器、高、低速通道等功能。

CCD 设计横跨消费级至企业级产品,无论是第三代桌面型 Ryzen 或是 EPYC 2 系列,处理器封装内部都含有 TSMC 7nm 制程生产的 CCD,再配上功能、通道数量不同的 IOD。AM4 处理器封装最多可容纳 1 个 IOD 和 2 个 CCD,SP3 与本篇要说明的 TRX4 封装针脚,则可安装 1 个包含更多高速通道的 IOD,以及最高 8 个 CCD。

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▲通过 chiplet 设计,SP3 与 TRX4 封装内部最多可包含 1 个 IOD 以及 8 个 CCD。

24 核心与 32 核心先登场

第三代 Ryzen 桌面型处理器最高阶型号为 Ryzen 9 3950X,核心数量相对前一代翻倍来到 16 核心,因此也压缩到第三代 Ryzen Threadripper 处理器核心数量起跑线划设。AMD 先行发行封装内部包含 4 个 CCD 的型号,分别为单一 CCD 开启 6 个核心,总计 24 核心 48 线程的 Ryzen Threadripper 3960X,以及单一 CCD 开启全部 8 个核心,总计 32 核心 64 线程的 Ryzen Threadripper 3970X。

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▲ AMD 第三代 Ryzen Threadripper 3960X、3970X、3990X 与第二代产品的规格比较表。第三代 Ryzen Threadripper 4 个 CCD 型号发表的同时,AMD 同时确认 8 个 CCD 核心数量全开达 64 核心 128 线程版本将于 2020 年发行,型号一如外界预测为 Ryzen Threadripper 3990X。至于是否会发行 8 个 CCD,单一 CCD 开启 6 个核心,共计 48 核心 96 线程的产品,AMD 表示不方便对未公布产品发表意见。

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▲第三代 Ryzen Threadripper 又换另外一种包装,外层为纸盒,中央开孔可见到处理器本体。

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▲移除外盒上盖,即可发现处理器位于内部的塑胶盒当中。

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▲第三代 Ryzen Threadripper 塑胶盒下半部仍旧摆放说明书、贴纸、兼容 Asetek 一体式水冷系统的扣具、扭力板手(负责主板处理器插槽的开启与锁紧)。

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▲ Ryzen Threadripper 3960X 与 Ryzen Threadripper 3970X 处理器。

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▲第三代 Ryzen Threadripper 处理器封装外型不变,金手指触点也是 4094 个,但因针脚定义改变,并不兼容前一上一代 X399 芯片组主板。

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▲是的,AMD 会发行 64 核心 Ryzen Threadripper 3990X,并维持 TDP 280W,至于 48 核心的产品不好说……

TR4 与 TRX4 不兼容

AMD 于 Zen 2 微架构时代导入 PCIe 4.0 规格,由于该标准层使用 16GHz 频率传输,以往电路板经常采用的 FRP4 规格损耗太高,因此虽然第三代 Ryzen 桌面型处理器兼容先前 400 系列芯片组主板,但 AMD 为确保传输品质,后续遂于 AGESA 锁住 400 系列、300 系列芯片组主板使用 PCIe 4.0 的可能性。

当 HEDT 平台也进入 Zen 2 上一代,PCIe 4.0 讯号完整性同样是考量重点之一,AMD 决定第三代 Ryzen Threadripper 处理器与 TRX40 芯片组主板,无法交叉兼容第一、第二代 Ryzen Threadripper 处理器与 X399 芯片组主板。AMD 官方对此作出解释,由于受到内部 chiplet 封装位置的影响,封装针脚定义相较先前上一代有所变更,因此虽然安装机构兼容、金手指触点同样为 4094 个,但双方并不兼容。

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▲第一、第二代 Ryzen Threadripper 处理器与 X399 芯片组主板 TR4 针脚插槽,无法与第三代 Ryzen Threadripper 处理器与 TRX40 芯片组主板交叉兼容,AMD 亦为此将针脚插槽重新命名为 TRX4。

另外一项与封装有关的细节,在于 Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X 内部具备 4 个 CCD 晶体管,其中第四个 CCD 的体质较好、运作频率较高,并衔接于 IOD 延迟最小的 Infinity Fabric 2 通道。另外,由于内存控制器集中于 IOD 身上,不若前一上一代分散于 2 个 Zeppelin,因此使用者无需考虑 UMA 和 NUMA 架构差异,Ryzen Threadripper 2970WX/2990WX 的 Dynamic Local Mode 更不会出现,但 Ryzen Master 还是保留 Legacy Mode,关闭 2 个 CCD 将时脉、功耗、散热余裕灌输在开启的 2 个 CCD 身上。

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▲ Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X 内部第 4 个 CCD 晶体管的体质较好、运作频率较高,并衔接至 IOD 延迟最低的 Infinity Fabric 2 通道。

不必考虑与先前上一代的兼容性,AMD 替第三代 Ryzen Threadripper 处理器增添不少好康,比如处理器本身 PCIe 通道数量增加至 64 条,其中 8 条保留连接至 TRX40 芯片组,尚有 56 条可以使用;TRX40 芯片组则可另外接出 16 条 PCIe 通道,因此 TRX40 平台最高可提供 72 条 PCIe 4.0 通道。

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▲ AMD TRX40 芯片组主板包含处理器在内,整个平台最多可提供 72 条 PCIe 4.0 通道予玩家使用,但由于部分通道可设定为 PCIe 或是 SATA 功能,实际数量依据各家主板不同而有所变化。

AMD 表示,Zen 2 上一代 I/O 区块采用模组化设计,无论是处理器封装内部的 IOD,或是外部芯片组 X570、TRX40,可依据市场需求以及生产考量进行增减,玩家们能够观察到 TRX40 规格很像 2 颗 X570 拼装的原因在此,实际卸除 TRX40 芯片组上方的散热片,即可得知仍为单一芯片封装。


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