9b8188796782b782bba02bb951ed9061 Zen 微架構發表以來,伺服器、工作站、桌上型電腦處理器均為同一套晶片設計,單一封裝整合多個晶粒即為 HEDT、工作站、伺服器產品,如今 AMD HEDT 平台也進入 Zen 2 微架構時代,先行推出實體 24 核心與 32 核心的 Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X。

chiplet 設計發威

以 AMD 的財力與公司規模而言,能夠在 x86 處理器市場與 Intel 纏鬥多年,從多家爭鳴到現今僅存 2 強(VIA 表示……),實屬津津樂道的典範,但也因為公司規模不比 Intel,在某些設計必須要更有彈性,重複利用手中擁有的資源,從 Zen 微架構發表以來,無時無刻都可以看到類似的範例。

Zen、Zen+ 採用稱為 Zeppelin 的晶片設計(APU 版本除外),該設計具備完整 SoC 功能,不若 Intel x86 處理器須強制搭配晶片組才能使用(Atom 類小核心 x86 設計除外),4 個 x86 處理核心接上 1 個共用 L3 快取,稱之為 1 個 CCX(Core Complex),單一 Zeppelin 包含 2 組 CCX。

Zeppelin 為完整 SoC 設計,因此除了 x86 核心以外,也包含記憶體控制器、PCIe/SATA/USB 等高速通道,以及 LPC、SPI、I2C 等低速介面,這些不同區塊透過由 HyperTransport 發展而來的 Infinity Fabric 互連架構相互連接。順帶一提,Zen 微架構之後的 APU 也是透過 Infinity Fabric 與 Vega 顯示繪圖區塊相互溝通。

Infinity Fabric 互連架構除了讓 Zeppelin 內部相互溝通,也可以讓 Zeppelin 與 Zeppelin 之間互通有無,這就是第一代消費市場 HEDT 平台 Ryzen Threadripper 與伺服器市場 EPYC 處理器的原理,TR4/SP3 腳位封裝可納入 4 個 Zeppelin 晶粒,再依據目標市場不同,分別開啟 Zeppelin 內部功能與對外通道數量多寡。

▲ AMD HEDT 平台第一代和第二代 Ryzen Threadripper,以及伺服器市場的 EPYC,均採用多晶封裝的方式整合 4 個 Zeppelin 晶粒,接著再依據目標市場開放內部功能與通道數量多寡。

進入 Zen 2 微架構,Infinity Fabric 仍是連接各功能部位的中堅份子,版本連帶提升來到第二代 Infinity Fabric 2,但此時處理器封裝內部有所變化,HEDT 平台版本不再是完整 SoC 功能 Zeppelin 晶粒複數形式,而是改採單一 IOD 晶粒加上多顆 CCD 晶粒 chiplet 設計,單一 CCD 包含 2 組 CCX,IOD 則吸納記憶體控制器、高、低速通道等功能。若是讀者有興趣,可以參考我們先前對 Zen 2 微架構的說明。

CCD 設計橫跨消費級至企業級產品,無論是第三代桌上型 Ryzen 或是 EPYC 2 系列,處理器封裝內部均含有 TSMC 7nm 製程生產的 CCD,再配上功能、通道數量不同的 IOD。AM4 處理器封裝最多可吸納 1 個 IOD 和 2 個 CCD,SP3 與本篇要說明的 TRX4 封裝腳位,則可安裝 1 個包含更多高速通道的 IOD,以及最高 8 個 CCD。

▲ 透過 chiplet 設計,SP3 與 TRX4 封裝內部最多可包含 1 個 IOD 以及 8 個 CCD。

24 核心與 32 核心先登場

第三代 Ryzen 桌上型處理器最高階型號為 Ryzen 9 3950X,實體核心數量相對前一代翻倍來到 16 核心,因此也壓縮到第三代 Ryzen Threadripper 處理器核心數量起跑線劃設。AMD 先行推出封裝內部包含 4 個 CCD 的型號,分別為單一 CCD 開啟 6 個核心,總計 24 核心 48 執行緒的 Ryzen Threadripper 3960X,以及單一 CCD 開啟全部 8 個核心,總計 32 核心 64 執行緒的 Ryzen Threadripper 3970X。

第三代 Ryzen Threadripper 4 個 CCD 型號發表的同時,AMD 同時確認 8 個 CCD 核心數量全開達 64 核心 128 執行緒版本將於 2020 年推出,型號一如外界預測為 Ryzen Threadripper 3990X。至於是否會推出 8 個 CCD,單一 CCD 開啟 6 個核心,共計 48 核心 96 執行緒的產品,AMD 表示不方便對未公布產品發表意見。

▲ 第三代 Ryzen Threadripper 又換另外一種包裝,外層為紙盒,中央開孔可見到處理器本體。

▲ 移除外盒上蓋,即可發現處理器位於內部的塑膠盒當中。

▲ 第三代 Ryzen Threadripper 塑膠盒下半部仍舊擺放說明書、貼紙、相容 Asetek 一體式水冷系統的扣具、扭力板手(負責主機板處理器插槽的開啟與鎖緊)。

▲ Ryzen Threadripper 3960X 與 Ryzen Threadripper 3970X 處理器。

▲ 第三代 Ryzen Threadripper 處理器封裝外型不變,金手指觸點也是 4094 個,但因腳位定義改變,並不相容前一世代 X399 晶片組主機板。

▲ 是的,AMD 會推出實體 64 核心 Ryzen Threadripper 3990X,並維持 TDP 280W,至於實體 48 核心的產品不好說……

TR4 與 TRX4 不相容

AMD 於 Zen 2 微架構時代導入 PCIe 4.0 規格,由於該標準實體層使用 16GHz 頻率傳輸,以往電路板經常採用的 FRP4 規格損耗太高,因此雖然第三代 Ryzen 桌上型處理器相容先前 400 系列晶片組主機板,但 AMD 為確保傳輸品質,後續遂於 AGESA 鎖住 400 系列、300 系列晶片組主機板使用 PCIe 4.0 的可能性。

當 HEDT 平台也進入 Zen 2 世代,PCIe 4.0 訊號完整性同樣是考量重點之一,AMD 決定第三代 Ryzen Threadripper 處理器與 TRX40 晶片組主機板,無法交叉相容第一、第二代 Ryzen Threadripper 處理器與 X399 晶片組主機板。AMD 官方對此作出解釋,由於受到內部 chiplet 封裝位置的影響,封裝腳位定義相較先前世代有所變更,因此雖然安裝機構相容、金手指觸點同樣為 4094 個,但雙方並不相容。

▲ 第一、第二代 Ryzen Threadripper 處理器與 X399 晶片組主機板 TR4 腳位插槽,無法與第三代 Ryzen Threadripper 處理器與 TRX40 晶片組主機板交叉相容,AMD 亦為此將腳位插槽重新命名為 TRX4。

另外一項與封裝有關的細節,在於 Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X 內部具備 4 個 CCD 晶粒,其中第四個 CCD 的體質較好、運作頻率較高,並銜接於 IOD 延遲最小的 Infinity Fabric 2 通道。另外,由於記憶體控制器集中於 IOD 身上,不若前一世代分散於 2 個 Zeppelin,因此使用者無需考慮 UMA 和 NUMA 架構差異,Ryzen Threadripper 2970WX/2990WX 的 Dynamic Local Mode 更不會出現,但 Ryzen Master 還是保留 Legacy Mode,關閉 2 個 CCD 將時脈、功耗、散熱餘裕灌輸在開啟的 2 個 CCD 身上。

▲ Ryzen Threadripper 3960X 和 3970X 內部第 4 個 CCD 晶粒的體質較好、運作頻率較高,並銜接至 IOD 延遲最低的 Infinity Fabric 2 通道。

不必考慮與先前世代的相容性,AMD 替第三代 Ryzen Threadripper 處理器增添不少好康,譬如處理器本身 PCIe 通道數量增加至 64 條,其中 8 條保留連接至 TRX40 晶片組,尚有 56 條可以使用;TRX40 晶片組則可另外接出 16 條 PCIe 通道,因此 TRX40 平台最高可提供 72 條 PCIe 4.0 通道。

▲ AMD TRX40 晶片組主機板包含處理器在內,整個平台最多可提供 72 條 PCIe 4.0 通道予玩家使用,但由於部分通道可設定為 PCIe 或是 SATA 功能,實際數量依據各家主機板不同而有所變化。

AMD 表示,Zen 2 世代 I/O 區塊採用模組化設計,無論是處理器封裝內部的 IOD,或是外部晶片組 X570、TRX40,可依據市場需求以及生產考量進行增減,玩家們能夠觀察到 TRX40 規格很像 2 顆 X570 拼裝的原因在此,實際卸除 TRX40 晶片組上方的散熱片,即可得知仍為單一晶片封裝。

平台燒機耗電量 400W

第三代 Ryzen Threadripper 處理器 TDP 上升至 280W,就實測而言確實如此,無論是 Ryzen Threadripper 3960X 或是 Ryzen Threadripper 3970X,AIDA64 FPU 燒機測試與前一世代 Ryzen Threadripper 2990WX 同樣維持在 400W 左右,Blender Benchmark 大約上升 30W~40W 左右,來到 433W~437W。

燒機溫度表現同樣受到 TDP 影響,溫度隨之上升不少,但還在 Enermax LIQTECH TR4 240 一體式水冷控制範圍之內,沒有出現過熱觸發 T state 的現象。當然,相對於 TDP 保持在 165W 的 Core i9-10980XE,第三代 Ryzen Threadripper 耗電量與溫度表現都高出一截,倘若將核心數量加入一同計算,Ryzen Threadripper 3970X 單核電力效率則偏高一些。

▲ Ryzen Threadripper 3960X 和 Ryzen Threadripper 3970X 燒機耗電量略為上升,但依靠 TSMC 7nm 製程,後者單核心能源效率比值相對 Core i9-10980XE 高出些許。

Ryzen Threadripper 3960X 和 Ryzen Threadripper 3970X 燒機耗電量略為上升,TRX40 晶片組主機板平台又提供相當多的 PCIe 通道,加上 AMD 大方開放使用 ECC 記憶體,因此不少人應該已經打算入手 AMD 新一代 HEDT 平台,加裝繪圖卡作為 3D 渲染農場使用。

若使用者想替 TRX40 晶片組主機板加裝多張顯示卡、繪圖卡,別忘了選購 1 顆功率瓦數不亞於 1000W 的電源供應器,光是第三代 Ryzen Threadripper 處理器即可輕易消耗 400W 以上的功率,加上 2~4 張高階顯示卡、繪圖卡,更需要充足的能源供應。當然,電源供應器製造商更是笑得樂開懷,因為自從 NVIDIA 和 AMD 限縮 4 張顯示卡串聯運算 3D 畫面,1000W 以上的電源供應器就逐漸乏人問津。

 

(下一頁:值得你期待的效能表現)

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R.F.
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1.  R.F. (發表於 2019年11月29日 16:37)
To 施顏勛:
應該是軟硬體相容性問題,科學分析應該是有跑完,但是介面沒有顯示數據,神經網路則是跑到一半當機。

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