在2022年的CES大展上,AMD发布了搭载3D垂直缓存(3D V-Cache)技术的Zen 3架构处理器Ryzen 7 5800X3D,该技术为每个CCD额外配备了64MB的7nm SRAM缓存,让处理器的L3缓存容量从32MB提升至96MB,从而进一步增强了性能表现。在此后的几年中,AMD持续拓展X3D产品线,凭借优异的游戏性能,这类产品在DIY市场中变得备受青睐。
根据Wccftech的消息,AMD曾在一篇题为《平衡延迟堆叠缓存(Balanced Latency Stacked Cache)》的研究论文里,对未来芯片L2缓存引入3D堆叠技术的可能性展开探索,这种设计的延迟表现或许会比传统方案更出色。而在美国商标和专利局(USPTO)公开的信息中,与之对应的专利编号是“US20260003794A1”。
在第一代3D V-Cache技术中,AMD把CCX的朝向进行了翻转调整(从原本面向顶部改为面向底部),接着去除了顶部95%的硅材料,随后将3D垂直缓存芯片安装于该位置。而到了第二代3D V-Cache,AMD不仅对3D垂直缓存芯片本身做了优化改进,还将CCX与3D垂直缓存芯片的安装位置进行了互换。
AMD展示了一种多层堆叠的结构设计,基础芯片分别与计算模块及缓存模块相连,其上方支持叠加多层缓存。在给出的示例中,四组各512KB区域的缓存模块共同构成了2MB的L2缓存,此外还配备了一个CCC(缓存控制电路)。值得注意的是,L2缓存复合体具备按需扩展的能力,示例中显示它还可进一步扩展至4MB。
堆叠方式运用了和3D V-Cache一致的原理,借助硅通孔(TSV)把L2/L3堆叠与基础芯片、计算复合体连接起来,布置在堆叠缓存系统的中心垂直方向,而缓存控制电路则承担着数据输入输出的控制职责。
AMD以平面1MB和2MB的L2缓存配置为例,说明前者的典型延迟是14个周期,后者则为12个周期。而新方法不仅能为访问请求带来更低的延迟,让数据从数据缓存返回的速度更快,还因为周期缩短,能实现电力节省,同时减少热量的产生。