1460亿晶体管！AMD造出最大芯片：13合一、性能飙升8倍

1月6日消息，AMD 在 CES 2023展会上推出了下一代面向数据中心的APU产品Instinct MI300，其采用chiplet设计，拥有13个小芯片，晶体管数量高达1460亿个。

具体来说，Instinct MI300由13个小芯片整合而成，其中许多基于3D堆叠的，拥有24个Zen4 CPU 内核，并融合了CDNA 3 图形引擎，以及共享的统一内存池，包括 Infinity Cache 高速缓存和8个HBM共享内存设计。

总体而言，该芯片拥有1460亿个晶体管，超过了英特尔的1000亿晶体管的Ponte Vecchio，成为了AMD投入生产的最大芯片。

从曝光的照片可以看到，MI300两侧拥有八个共计128GB的HBM3芯片，在这些 HBM3芯片之间还放置了多个小块结构的硅片，以确保冷却解决方案在封装顶部拧紧时的稳定性。

MI300的计算部分由9个基于台积电5nm工艺制程的小芯片组成，包括了CPU和GPU内核，但AMD并未提供每个小芯片的详细信息。

由于Zen 4 内核通常部署为八个核芯，因此24核CPU则意味着有3个小芯片是CPU芯片，另外6个则是GPU芯片。

GPU芯片使用AMD的CDNA 3架构，这是AMD数据中心特定图形架构的第三个版本。

AMD 尚未明确CU数量，不过官方公布的数据显示，CDNA 3的每瓦特AI性能达到了上代CDNA 2的5倍。

这9个小芯片是通过3D封装堆叠在4个6nm小芯片上，这些芯片不仅仅是无源中介层——这些芯片是有源的，可以处理I/O和各种其他功能。

AMD 代表展示了另一个 MI300 样品，该样品打磨了顶部模具，以揭示四个有源中介层模具的结构。

这些结构不仅可以在I / O瓦片之间实现通信，还可以实现与HBM3堆栈接口的内存控制器之间的通信。

但是这个样品禁止拍照，因此没法提供照片。

3D堆叠设计允许CPU、GPU 和内存芯片之间实现令人难以置信的数据吞吐量，同时还允许 CPU 和 GPU 同时处理内存中的相同数据（零拷贝），从而节省功耗、提高性能并简化编程。

看看该设备是否可以在没有标准DRAM的情况下使用会很有趣，正如我们在英特尔的Xeon Max CPU中看到的那样，它也采用了封装上的HBM。

AMD的代表不愿透露更多细节，因此不清楚AMD是否使用标准的TSV方法将上下芯片连接在一起，或者是否使用更先进的混合键合方法。

AMD表示，将很快分享有关封装方面的更多详细信息。

AMD声称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基准测试）。

AMD还表示，它可以将ChatGPT和DALL-E等超大型AI模型的训练时间从几个月减少到几周，从而节省数百万美元的电力。

当前一代的Instinct MI250为世界上第一台百万兆级超级计算机Frontier提供动力，Instinct MI300将为即将推出的美国新一代El Capitan超级计算机提供动力，其FP64 峰值计算性能高达200亿亿次（2 ExaFLOPS）。

AMD表示，这些面向超级计算机的MI300芯片将昂贵且相对罕见——这些不是大批量产品，因此它们不会像EPYC Genoa数据中心CPU那样广泛部署。但是，该技术将过滤到不同外形尺寸的多个变体。

该芯片还将与NVIDIA的Grace Hopper Superchip竞争，后者是在同一基板上整合了Hopper GPU和Grace CPU。这些芯片预计将于今年上市。

基于Neoverse的Grace CPU基于Arm v9指令集，配备了两个与Nvidia新品牌的NVLink-C2C互连技术融合在一起的芯片。

AMD的方法旨在提供卓越的吞吐量和能源效率，因为将这些设备组合到单个封装中，通常比连接两个单独的设备时能够在单元之间实现更高的吞吐量。

MI300还将与英特尔的Falcon Shores竞争，后者将具有不同数量的计算模块，包括x86内核，GPU内核和内存，具有令人眼花缭乱的可能配置，但这些要到2024年才能到来。

在这里，我们可以看到MI300封装的底部，其中包含用于LGA安装系统的接触垫。

AMD没有分享更多细节，该芯片目前正在AMD的实验室中。

AMD预计将在2023年下半年交付Instinct MI300，届时El Capitan超级计算机将首发部署MI300，有望成为世界上最快的超级计算机。

值得一提的是，英特尔联合阿贡国家实验室也在部署运算速度高达200亿亿次极光（Aurora）超级计算机，该超级计算机基于英特尔的拥有超过1000亿个晶体管的Ponte Vecchio数据中心显卡。