AMD Threadripper 32 核心从何而来？终极简

2020-06-06

Threadripper 32 核心 CPU 的实物，可见它有 4 个晶片。（笔者摄于 Computex 2018 ）

4 晶片 MCM 设计

由于本篇文章是由 AMD Ryzen Threadripper 2990X 衍生出来，所以不如就用上一代的 Threadripper 1950X 作例子，逐层剥开解析吧。首先把 Threadripper 1950X CPU 「开盖」，即掀开那个 IHS 银盖，再移除锡焊散热材质，那就会看到很乾净的 CPU 基板，上面有 4 个晶片，其实就是所谓的 4 个 Silicon Die（姑且称为 Die 0 、 Die 1 、 Die 2 、 Die 3 吧），亦代表这颗 CPU 是採用 MCM （ Multi-Chip-Module ）多晶片封装设计。 MCM 的好处是，可以将複杂的 CPU 结构分割成多个容易生产的晶片，降低技术难度，提高良率。试想想，如果要造出一个庞大的晶片（ Monolithic ），来容纳 32 个核心，也很难吧？但如果分成多个晶片製造，每个晶片只有数个核心，就相对较易生产。

AMD Threadripper 1950X 开盖后的样子。图片来源：De8auer

其实就等如这张图片。（图片取自 EPYC CPU 官网， Threadripper 1950X 没那幺多 Infinity Fabric）

CCX CPU Complex

再拆解 Silicon Die ，其实每个 Die 都有 2 个 CCX 模组， CCX 的全写为 CPU Complex 。说到明 Complex ，当然有少许複杂，于 Threadripper 1950X 而言，它每组 CCX 内都有 4 个 CPU 核心，图里会以 Core 0 、 Core 1 、 Core 2 、 Core 3 标示，而不同 CPU 型号的 CCX ，内里的核心数量都未必一样喔。然后每个核心都拥有 512KB L2 Cache ，而每个 CCX 则有 8MB L3 Cache 。另外 Die 与 Die 之间、 CCX 与 CCX 之间，都会以 Infinity Fabric 的极高宽频通道串联（有网友称它为胶水），互相传递数据、系统记忆体及其他控制器（ I/O 、 PCIe ）的资料，图中以无限符号表示。

图中每一块晶片，都有 2 个「橙色」 CCX 。图片来源：电子发烧友。

单一个 CCX 内有 4 个 CPU 核心、 L2 Cache 和 L3 Cache 。

不同型号的 Ryzen CPU ，每个 CCX 的核心数量都不同。图片来源：Anergos @ Reddit

为何 Threadripper 1950X 关掉两个晶片？

把 CPU 各部分都解剖后，就可以计一计数了。 Threadripper 1950X CPU 在开盖后，会见到 4 个晶片，每个晶片有 2 个 CCX，每个 CCX 有 4 个核心，因此有 4 × 2 × 4 = 32 核心？！好啦，终于说到重点了，因为 Threadripper 1950X 定位是 16 核心，所以实质只有 2 个晶片在运作， 4 核心 × 2 CCX × 2 Die = 16 个 CPU 核心。但为甚幺不索性只放两个 Die 呢？其实这颗 CPU 的封装基板设计是需要 4 个 Die，如果只放 2 个 Die 的话，你可幻想当风扇等散热器大力压着 CPU IHS 时，就会出现「不平衡」的情况，要 4 个 Die 才够稳定。所以 Threadripper 1950X 初推出时，也有传言指那两个「闲置」晶片，其实是有瑕疵、被弃用的 EPYC 晶片，可能有些方法能启动它们，变成 32 核心 EPYC CPU 。不过其实那两个「闲置」晶片并非真实的晶片，所以并不能自行升级变 32 核啊～

完整 4 晶片架构大概是这样，黑色框代表晶片，每个晶片内有 2 个 CCX，湖水绿色是 CPU 核心，紫色是核心的 L2 Cache，橙色是 CCX 的 L3 Cache 。 32 核心 Threadripper 2990X 据闻用此设计。

Threadripper 1950X 四个晶片中，有两个是「假的」，所以总共有 16 个核心。

Threadripper 1950X 实质只有 2 个晶片，只是 AMD 多把两个「假晶片」放进封装里。

那幺 Threadripper 2990X 是怎幺组成的呢？很浅而易见，就是 4 个 Die 都全部启动，总共有 4 核心 × 2 CCX × 4 Die = 32 核心了～完成解题！当然 32 核心是否称为 Threadripper 2990X ，以及它是否真的用同一个 CCX 架构，就有待 AMD 发表会时公布啦～

Source：AMD 官网、BenchLife、Extreme Tech

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