Leaker nổi tiếng LaFriteDavid mới đây đã thông báo trên trang của mình về tin tức AMD vừa mới nộp giấy phép xin cấp bằng sáng chế cho một thứ mà-ai-cũng-biết-là-cái-gì-đấy: thiết kế Chiplet GPU MCM. Thông tin còn có thêm chi tiết bảng scan của tài liệu ‘mật’. Theo đó có thể thấy rõ ràng AMD có dự định xây dựng một dòng card màn hình GPU chiplet làm mình liên tưởng tới các thiết kế CPU dựa trên MCM trước đây của AMD. Song song đó cũng có tin cho biết Nvidia đồng thời cùng lúc này cũng đang nghiên cứu thiết kế MCM cho mình dựa trên kiến trúc Hopper. Cả hai động thái này của hai hãng cho thấy rõ họ đang cùng định hướng cho tương lai: say bye bye với các GPU nguyên khối cồng kềnh và chuẩn bị đón chào một kỷ nguyên mới của các GPU gọn nhẹ nhưng với hiệu suất tăng trưởng theo cấp số nhân.
AMD đã có bằng sáng chế cho GPU thiết kế theo một trường phái mới: MCM
Đọc kỹ các thông tin từ hình scan của bằng sáng chế thì có thể thấy lý do AMD chưa dùng GPU MCM trước giờ là vì do độ trễ cao giữa các chiplet, các mô hình lập trình, và một thực tế là hai phần này khó thực hiện song song cùng nhau. Và giờ thì AMD đã tìm ra cách để giải quyết tất cả những vấn đề nan giải đó trong bằng sáng chế lần này. Cụ thể phương pháp được áp dụng là: sử dụng kết nối liên kết trên gói mà AMD gọi tên là ‘Liên kết chéo thụ động băng thông cao’ (the high bandwidth passive crosslink). Cách làm này sẽ cho phép mỗi chiplet GPU giao tiếp trực tiếp với CPU cũng như các chiplet khác thông qua liên kết chéo thụ động. Mỗi GPU cũng sẽ có bộ nhớ đệm riêng. Có thể suy ra rằng: mỗi GPU chiplet sẽ là một GPU hoàn chỉnh đúng nghĩa và hoàn toàn có thể được xử lý hoàn chỉnh bởi hệ điều hành.
Trước đây đã từng có tin tức cho biết AMD đang xem xét chuyển toàn bộ GPU của mình sang thiết kế MCM sau thế hệ RDNA3. Và giờ nếu Nvidia cũng làm chuyện tương tự với Hopper thì có thể tin tức lan truyền trước đây về AMD và MCM có thể sẽ là sự thật. Trong lịch sử, Intel đã rất thành công khi dùng phương pháp thiết kế MCM lần đầu tiên, từ cách đây khá lâu rồi, nhưng nếu thiết kế MCM đúng nghĩa được dùng cho các thế hệ GPU thì câu chuyện lại khác đi và dự là sẽ rất hấp dẫn với người mê card màn hình nhanh siêu cấp.
Đây là toàn bộ bản scan của bằng sáng chế.
AMD có thể sẽ là người khởi xướng cho trào lưu MCM áp dụng vào GPU. Bằng chứng là AMD đã rất giỏi trong việc tạo ra các thiết kế MCM: chính là các dòng CPU dựa trên kiến trúc Zen đang một tay khuynh đảo thị trường HEDT. AMD đã làm được một chuyện phi thường là: hô biết một platfrom rất bình thường 6 nhân giá đắt đỏ thành siêu phẩm 32 nhân với giá vô cùng phải chăng ^_^. Giờ đây một người tiêu dùng bình thường cũng có thể sở hữu được sức mạnh của máy chủ và Xeons. Với background như vậy, kinh nghiệm như vậy thì tội gì không áp dụng ngay và liền cho GPU của chính mình?
Về mặt lý thuyết, thiết kế MCM sẽ cho hoạt động tốt hơn về mọi mặt của GPU, tương tự như đã phát huy hiệu quả trên CPU. Không chỉ vậy, về mặt sản xuất, một hãng sẽ được lợi hơn rất nhiều nếu làm theo kiểu MCM khuôn phân mảnh thay vì dùng một khuôn nguyên khối to đùng. Một khối to lớn, sản xuất đắt tiền từ cái khuôn tới thành phẩm, chứa đựng muôn vàn rủi ro, lỡ tay một nhịp là đi toong toàn bộ, tỉ lệ lãng phí rõ ràng giảm hơn rất nhiều lần nếu làm theo thiết kế MCM. Chưa kể điều quan trọng nhất với người tiêu dùng: nhiều chip gộp lại với tổng kích thước bằng một chip khổng lồ thì sẽ luôn cho hiệu suất tổng lớn hơn nhiều.
Tính sơ sơ đại khái một ví dụ dễ hiểu: Vega 64 có khuôn 484mm² nghĩa là kích thước các cạnh khuôn là 22mm² x 22mm². Việc chia khuôn mẫu đơn sắc lớn này thành ra 4 khuôn nhỏ hơn, mỗi khuôn nhỏ có kích thước 11mm² x 11² vốn vẫn giúp giữ nguyên diện tích tổng bề mặt là 484mm² như ban đầu. Nhưng hãy xem hiệu suất tăng lên thế nào này:
- Một tấm 200mm wafer có thể tạo ra 45 tấm khuôn đúc nguyên khối (22×22) hoặc 202 khuôn nhỏ (11×11). Và vì trong mỗi Vega chúng ta sẽ cần 4 bộ khuôn cạnh 11 để thay cho 1 khuôn 22×22. Cho nên chúng ta sẽ có 50 khuôn MCM 484mm². Và hiệu suất tặng 11% ở phần chênh lệch này.
Nếu chip lớn hơn thì lợi nhuận và hiệu suất sẽ càng lớn hơn.
Tóm lại là với kinh nghiệm và giờ là bằng sáng chế hợp pháp này, AMD dư sức để bắt tay vào sản xuất hàng loạt GPU theo thiết kế MCM và thậm chí lợi nhuận sẽ còn tăng hơn nhiều nếu họ làm việc này sớm hơn, trước khi Nvidia có bất kỳ rục rịch nào.
