研究人員詳解AMD的3D垂直快取設計，Zen 3架構處理器早已準備使用

2021-08-09 12:34:02

在今年的Computex 2021主題演講上，AMD執行長蘇姿豐博士展示了採用3D垂直快取（3D V-Cache）技術的Zen 3架構桌面處理器。這項創新的技術可以為每個CCX帶來額外的64MB 7nm SRAM快取，使得處理器的L3快取容量由32MB增加到96MB，容量增加到原來的三倍。

近日，高階技術研究員Yuzo Fukuzaki發表了一篇文章，闡明瞭AMD的這項技術在處理器快取層次結構中的最合理位置。顯然通過3D垂直快取技術，可以擴展處理器的L3快取，而不是作為所謂「L4快取」使用，而16核心的Ryzen 9 5950X處理器共擁有192MB的L3快取。

作為一顆SRAM晶片，3D垂直快取晶片採用了7nm工藝製造，尺寸為6×6 m㎡。據推測，3D垂直快取晶片大約有2300個矽通孔（TSV），單孔直徑約17μm，讓底層CCX與3D垂直快取晶片緊密相連。Zen 3架構處理器應該在設計之初就考慮到使用3D垂直快取晶片的可能性，這說明AMD在該技術上已開發多年。

根據此前AMD的官方介紹，3D垂直快取技術是基於臺積電的SoIC技術。作為一種無損晶片堆疊技術，意味著不使用微凸點或焊料來連線兩個晶片，兩個晶片被銑成一個完美的平面。底層CCX與頂層L3快取之間是一個完美的對齊，矽通孔可以在沒有任何類型的粘合材料的情況下進行匹配。

其CCX做了翻轉（由面向頂部改為面向底部）處理，然後削去了頂部95%的矽，再將3D垂直快取晶片安裝在上面，讓快取和核心之間的距離縮短了1000倍，減少了發熱、功耗和延遲。

Yuzo Fukuzaki表示，為了應對Memory Wall（記憶體牆）問題，處理器的快取設計非常重要。更大容量的快取在高階處理器上早已成為一種趨勢，而3D垂直快取技術有助於提供處理器的效能，同時可以解決低良品率問題，更好地控制成本。

研究人員詳解AMD的3D垂直快取設計，Zen 3架構處理器早已準備使用

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