AMD 三维垂直缓存3D V-Cache设计详解

shuszhao · 发表于 2021-8-8 12:41:54

CPU的处理需要数据存储，处理过程中也需要进行中间数据的交换，这是缓存。现代CPU速度越来越快，工艺制程越来越先进，但是近几年频率却不在遵循摩尔定律，因此，CPU性能的提升只有靠其他方面，譬如缓存。本文将为您详解AMD 3D V-Cache的设计。

高级技术研究员YuzoFukuzaki，为我们详细解释了AMD在台北电脑展（Computex2021）主题演讲期间介绍的一项难以捉摸的新CPU技术。在该公司后续的讲解中，有将所谓的三维垂直缓存（3DV-Cache），描述为堆叠在CCD（CPU复杂核心模块）顶上的额外64MB末级缓存。

官方宣称 3D V-Cache 设计可将游戏性能平均提升 15%，甚至可与 Zen 3 架构升级所带来的改进相媲美。
主题演讲体验，AMD 还亮出了一款基于 AM4 插槽、Zen 3 CCD 架构、辅以 3D V-Cache 缓存部件设计的原型样品。
以 16 核心的处理器为例，3D V-Cache 可让其拥有 192 MB 的 L3 缓存。

Yuzo Fukuzaki 通过详细的理论，阐明了 3D V-Cache 在处理器缓存层次结构中的最合理位置。显然，它扩展了 CCD 的 L3 缓存，而不是作为接替 L3 的“L4”级缓存。
猜测 3D V-Cache 应该属于一种 SRAM 芯片，采用与 Zen 3 CCD 相同的 7nm 工艺制造，尺寸在 6×6 m㎡，通常位于具有 32MB L3 SRAM 的 CCD 区域上方。
Fukuzaki 预估 AMD 会为 3D V-Cache 芯片打出大约 23000 个硅通孔（TSV），单孔直径约 17 μm，可将 3D V-Cache 芯片与主 CCD 模块紧密连接到一起。
不过对于操作系统来说，缓存的相关层级设置仍是相当透明的（可视作每个 CCD 模组的 96MB L3 缓存）。