جزئیاتی از مسیر PCIe و حافظه در پردازنده های Ryzen Threadripper :این مولتی چیپ چگونه کار میکند؟

[hd5870 9455]

 

 

شرکت AMD سری پردازنده های رده بالای HEDT از خانواده Ryzen Threadripper را به عنوان یک ماژول چند تراشه (MCM) ،از دو پردازنده 8 هسته ای با کد "Summit Ridge" ساخته است ،که هر کدام به صورت جداگانه با کنترلر حافظه دو کاناله خود و مسیر PCI-Express در ارتباط هستند.اما این پردازنده ها ، برخلاف پردازنده های "Skylake-X"از شرکت اینتل که یک پردازنده 18 هسته ای یکپارچه را در یک سطح Die با کنترلر حافظه چهار کاناله DDR4 و 44 مسیرPCIe ارائه میدهد.AMD توانسته است با استفاده از تکنولوژی nUMA و برخی دیگر از روش های نوآورانه، بر مسائلی مانند تاخیر زمانی مربوط به MCM(مولتی چیپ ها)  که به منظور نظارت به چیپ های Ryzen Threadripper هستند، را برطرف کند.

 

 

در اینجا سخت افزار مورد نظر، چهار ماژول 8 گیگابایتی حافظه های DDR4 رابه صورت چهارکاناله توسط یک تراشه Ryzen Threadripper ، به عنوان ماژول 16 گیگابایتی ،توسط هر یک از دو سطح تراشه "Summit Ridge" به صورت جداگانه کنترل شده، و توسط نرم افزارها به صورت یک بلوک یکپارچه 32 گیگابایتی شناسایی میشوند.این مسئله بین چهار ماژول حافظه هشت گیگابایتی، به جهت چهار برابر شدن پهنای باند یک ماژول،به طرز چشمگیری بی نظیر به نظر می رسد.این دقیقا همان چیزیست که در معماری Core X، به جهت برطرف شدن مسائل مربوط به تاخیردر آنها دیده ایم.به طور مثال هنگامی که یک داده توسط یک هسته die-A درحال پردازش است، نیمی ازحافظه اختصاص یافته که توسط کنترلر حافظه درگیر شده ،با برخورد با سطح Die بعدی ممکن است با تاخیر مواجه شود.AMD برای رفع مسئله حافظه ها ، با پردازش حافظه تنها بر روی یک پردازنده Ryzen Threadripper به مانند بردهای دو سوکت عمل میکند، که هر سوکت حافظه اختصاصی خود را در اختیار دارد.

 

 

نرم افزارها نیاز به بهینه سازی بر روی پردازنده های Threadripper دارند و به جهت دست یابی به بهترین عملکرد ممکن ، بایدحالت های اختصاص یافته برای حافظه ، حالت توزیعی و حالت محلی را در آنها مد نظر داشته باشند. در حالت توزیع، تمام چهار کانال حافظه با توجه به اولویت دادن دسترسی برنامه ها به پهنای باند بالا، تعویض می شوند.درحالت محلی یا Local Mode ، یک برنامه ابتدا حافظه را توسط یک تراشه Die ویژه کنترل کرده ،سپس بارگذاری میکندو پس از شروع بارگذاری کنترلر حافظه وارد عمل شده و آنها را در کنار هم قرار میدهد.در اینجا اولویت مسئله تاخیر است .در آزمایش های صورت گرفته در حالت توزیع شده ،پهنای باند حافظه زیادتری نسبت به تاخیرایجاد شده در آن را در بر میگیرد.در حالی که در حالت محلی مخالف این عمل انجام میشود.

 

 

AMD به طور اختصاصی پردازنده های Ryzen Threadripper را به 64 مسیر لنز PCI-Express gen 3.0 مجهز میکند.البته AMD خطوط کلی مسیر را از چیپست در نظر نگرفته است ،زیرا مسیر انشعابی از چیپست نسخه gen 2.0 هستند.AMD با اضافه کردن 32 خط مسیر PCIe gen 3.0 به هریک از دو سیلیکن "Summit Ridge" به 64 مسیر خط لنز PCIe دست یافته ، که چهار خط از این مسیرلنز به chipset-bus (اتصال بین پردازنده و چیپ ست AMD X399) را به خود اختصاص داده است.پس به طور معمول یک ماشین مجهز به پردازنده Threadripper در کل 4 مسیر از 64 مسیر لنز PCIe را به مسیر chipset-bus وبه صورت دائم به خود اختصاص داده است.در اینجا 32 خط از مسیر این خطوط به PEG (PCI-Express Graphics) متصل میشوند، که استفاده از دو کارت گرافیک با پهنای باند کامل X16 و یا 4 کارت گرافیک به صورت پهنای باندX8 را در بر می گیرد.اما در اینجا هنوز 28 مسیر خطوط PCIe باقی میماند، که در اینجا میتواندبرای اتصال یک مجموعه سوم از شیار های PEG به صورت (یک X16 ویا دو عدد X8) و یا به سه اسلات M.2 با پهنای باند X4 تبدیل شوندو خطوط باقی مانده را برای سایر کنترل کننده های درون خطی میگذارند.

 

 

استفاده ازفناوری AMD InfinityFabric یک اتصال دهنده با عملکرد بالاست ، که از دو واحد چهار هسته ای  CCX در یک سیلیکن "Summit Ridge" تشکیل شده است. که باعث شده دو سیلیکن "Summit Ridge" در یک تراشه Threadripper به صورت مولتی چیپ در کنار هم قرار بگیرند.این نوع اتصال، تاخیر حافظه را در مقدار 133 نانو ثانیه حفظ میکند، تا مثلا یک هسته جهت آدرس دهی به دورترین حافظه این میزان تاخیر را حفظ کنددر نتیجه صرفه جویی در مصرف انرژی را تا 2 pico-Joules به ازای هربیت انجام شودو پهنای باند دو طرفه ای به میزان 102.22 گیگابایت درثانیه ایجاد کند.

 

 

منبع : Techpowerup

مترجم : محمد فتحی