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3D V-Cache : AMD promet jusqu’à 25 % de performance en plus sur Ryzen

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En dbut de semaine, dans le cadre du Computex 2021 organis en ligne, AMD a dclar qu’il avait fait voluer son architecture de chiplets vers une architecture 3D dsigne sous le nom de 3D V-Cache. Le fournisseur introduira cette technologie dans ses produits plus tard cette anne.

En soi, la technologie 3D V-Cache promet jusqu’à 25% de gains de performance pour les processeurs Ryzen et Epyc. AMD, qui affirme avoir fait de « grands progrès » en matière de technologie de chiplets 3D, devrait introduire le 3D V-Cache dans ses « produits les plus haut de gamme » d’ici à la fin de 2021, comme l’a déclaré Lisa Su, CEO d’AMD, lors de sa keynote au Computex 2021. Le 3D V-Cache permet à AMD de connecter un cache SRAM de 64 Mo directement sur un processeur mobile Ryzen 5000. Pendant son intervention, Mme Su a comparé un Ryzen 9 5900X, le processeur de jeu le plus rapide du fondeur britannique, avec un prototype 5900X doté de la technologie 3D V-Cache. Dans le jeu Gears 5 de Xbox Game Studios, le 3D V-Cache a amélioré la fréquence d’images de 12 %. Dans d’autres jeux exécutés avec un 5900X identique, les performances ont augmenté de 4 à 25 %, « avec un gain de performance moyen de 14 % », a déclaré Mme Su.

 

Les benchmarks présentés par Lisa Su d’AMD montrent comment le prototype 3D V-Cache peut améliorer les performances des jeux. (Crédit : YouTube/AMD)

Les puces empilées, c’est l’avenir

Tout cela peut sembler déjà vu. En 2018, Intel a montré comment sa technologie Foveros permettait d’empiler les éléments logiques de ses processeurs. Celle-ci a permis au fondeur de créer l’éphémère processeur Lakefield, mais aussi la puce Alder Lake, plus performante, présentée en version desktop et mobile lors du Computex 2021.

 

Lisa Su, CEO d’AMD, lors de sa présentation de la technologie 3D V-Cache pendant le Computex 2021. (Crédit : YouTube/AMD)

Selon l’analyste Kevin Krewell de Tirias Research, la mise en œuvre de la technologie d’empilement 3D par AMD est toutefois différente. AMD utilise la technologie via traversant (through-silicon via) de TSMC, son partenaire fondeur, similaire à la technologie utilisée par les fabricants de mémoire pour empiler la DRAM et la NAND flash l’une sur l’autre. Cette technologie offre de meilleures caractéristiques en termes de performance et de bande passante que les Foveros, mais on ne connaît pas ses contraintes de fabrication. « AMD utilise cette technologie pour améliorer de 12 % les performances de ses processeurs en ajoutant plus de cache L3 », a déclaré M. Krewell par message instantané. « Cette technologie peut également être utilisée dans les serveurs Epyc ».

L’ajout d’un cache important juste à côté du CPU peut avoir des avantages significatifs en termes de performances. Stocker les instructions dans un cache facilement accessible – plutôt que de les chercher dans la mémoire système – peut permettre d’augmenter facilement les performances du système. Mais l’intégration de ce cache dans la puce du processeur augmente les risques de défauts de la puce. Dans le pire des cas, un défaut peut rendre la puce inutilisable. L’ajout du cache sous forme de puce distincte, puis son empilement, permet de gagner de l’espace et de réduire les coûts, tout en conservant l’avantage de la bande passante et de quantités de cache conséquentes. Par exemple, Mme Su a déclaré que dans le prototype 3D V-Cache, de la SRAM était soudée à chaque CCD d’AMD, pour un total de 192 Mo de cache SRAM. Le cache de niveau 3 disponible sur le 5900X actuel atteint seulement 64 Mo, soit un tiers du prototype.

Plus de cache dans les processeurs

Après les modules multi-puces et l’approche chiplet d’AMD, Mme Su a qualifié les chiplets 3D de « prochaine grande avancée » pour le fondeur. « En plaçant le silicium supplémentaire au-dessus de la matrice du processeur, on triple le cache disponible. Les vias (ou « fils ») traversant le silicium de TSMC permettent au processeur et au cache de communiquer entre eux avec une bande passante de plus de 2 To/s », a encore déclaré la CEO. M. Su a également déclaré que l’approche d’AMD « die-to-die » utilisait des connexions directes en cuivre, et non des bosses de soudure. « C’est une critique indirecte de l’approche Foveros d’Intel, qui utilise des microbilles et consomme donc plus d’énergie et offre moins de bande passante », a fait remarquer Kevin Krewell. Pour l’instant, cela signifie également qu’AMD ne peut pas facilement reproduire l’approche Alder Lake d’Intel. Mais cela n’a peut-être aucune importance, car AMD peut obtenir des gains de performance à la fois dans ses processeurs Ryzen et Epyc, et éventuellement dans ses GPU. Désormais, la question est plutôt de savoir quelles puces d’AMD bénéficieront de la technologie 3D V-Cache.

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