La patente muestra que las futuras GPU basadas en AMD RDNA podrían aprovechar los módulos multichip a la Intel Xe HP Arctic Sound y NVIDIA Hopper, pero RDNA 3 probablemente será monolítico

Después de haber demostrado con éxito la eficacia de un diseño de módulo multichip (MCM) en el lado de la CPU, AMD puede muy bien esperar repetir el éxito en el lado de la GPU de la ecuación también. Una patente titulada"Chiplets de GPU que utilizan enlaces cruzados de gran ancho de banda" presentada en 2019 y ahora disponible en el sitio web de Free Patents Online (FPO) indica que AMD tiene algunos trucos bajo la manga para hacer una transición efectiva del diseño monolítico convencional.

El resumen de la patente dice,

Un sistema de chiplets incluye una unidad central de procesamiento (CPU) acoplada de forma comunicativa a un primer chip de GPU de un conjunto de chips de GPU. El conjunto de chiplets de la GPU incluye el primer chip de la GPU acoplado comunicablemente a la CPU a través de un bus y un segundo chip de la GPU acoplado comunicablemente al primer chip de la GPU a través de un enlace cruzado pasivo. El reticulado pasivo es un troquel interponedor pasivo dedicado a las comunicaciones entre chips y divide la funcionalidad de los sistemas en un chip (SoC) en grupos de chips funcionales más pequeños"

En la solicitud de patente, AMD señala que los troqueles monolíticos son cada vez más caros de fabricar. También señala que las cargas de trabajo paralelas en las GPU son difíciles de distribuir adecuadamente entre varios chips y mantener la memoria entre ellos en sincronía. A esta onerosa tarea se suma el hecho de que la mayoría de las aplicaciones se escriben teniendo en cuenta una sola GPU. Por lo tanto, el desafío es preservar el modelo de programación actual tanto como sea posible y, al mismo tiempo, ofrecer un diseño de chiplets para reducir los costos de fabricación y mejorar el rendimiento.

Para superar estas preocupaciones, la patente de AMD prevé el uso de la primera GPU de la serie de chiplets para acoplarse directamente a la CPU. Los otros chiplets de la serie se acoplarían entonces a la GPU primaria a través de un enlace cruzado pasivo de gran ancho de banda (HBPC). El HBPC es esencialmente un dado interponedor pasivo dedicado a la comunicación entre chips a través del SoC.

En cuanto a la sincronización de la memoria, la patente señala que aunque cada chip de la GPU contaría con su propio caché de último nivel (LLC), todos esos LLC están acoplados de forma que permiten la coherencia en todos los chips de la GPU. Dado que sólo el chip de la GPU principal recibe las solicitudes de la CPU, todo el complejo sigue pareciendo monolítico para la CPU y, por consiguiente, para el sistema operativo.

Por el momento, AMD ya ofrece diseños de múltiples GPU en una sola placa. Anteriormente, hemos visto el AMD Radeon R9 295X2 y el Radeon Pro Duo. La más reciente Radeon Pro Vega II Duo es exclusiva del Mac Pro Apple y presenta dos Radeon VII con 64 unidades de cálculo (CUs) cada una conectada por un enlace de Infinity Fabric.

En 2018, el vicepresidente de AMD del Grupo de Tecnologías Radeon (RTG) David Wang opinó que a menos que un paquete multi-GPU se haga invisible, los ISVs pueden mostrar cierta reticencia. Sin embargo, también expresó su optimismo de que"todo es posible".

Ahora bien, no está claro cuándo veremos tal diseño en carne y hueso. Las hojas de ruta oficiales de CDNA y RDNA sólo apuntan a un "Nodo Avanzado" para 2022, así que es probable que no veamos diseños de módulos multichip (MCM) deportivos de CDNA 2 o RDNA 3

Dicho esto, la competencia ya está mostrando tendencias similares con Intel y NVIDIA buscando ofrecer partes MCM con Xe HP Arctic Sound y Hopper, respectivamente