A patente mostra que as futuras GPUs baseadas em AMD RDNA poderiam aproveitar módulos multi-chip a la Intel Xe HP Arctic Sound e NVIDIA Hopper, mas o RDNA 3 provavelmente será monolítico

Após ter demonstrado com sucesso a eficácia de um projeto de módulo multi-chip (MCM) no lado da CPU, a AMD pode muito bem esperar repetir o sucesso também no lado da GPU da equação. Uma patente intitulada"GPU Chiplets using High Bandwidth Crosslinks" registrada em 2019 e agora disponível no site Free Patents Online (FPO) indica que a AMD tem alguns truques na manga para uma transição efetiva do design monolítico convencional.

O resumo da patente diz,

Um sistema de chiplet inclui uma unidade central de processamento (CPU) acoplada de forma comunicável a um primeiro chiplet GPU de uma matriz de chiplets GPU. A matriz de chiplets da GPU inclui o primeiro chiplet da GPU acoplado comunicavelmente à CPU através de um barramento e um segundo chiplet da GPU acoplado comunicavelmente ao primeiro chiplet da GPU através de um crosslink passivo. O crosslink passivo é uma matriz de interposição passiva dedicada à comunicação inter-chiplet e à funcionalidade de sistemas de partição em um chip (SoC) em grupos de chiplets funcionais menores"

No pedido de patente, a AMD observa que as matrizes monolíticas estão se tornando caras de fabricação. Também observa que as cargas de trabalho paralelas em GPUs são difíceis de distribuir adequadamente entre vários chipslets e manter a memória em sincronia entre eles. Acrescentando a esta tarefa onerosa é que a maioria das aplicações são escritas tendo em mente uma única GPU. Portanto, o desafio é preservar o modelo de programação atual tanto quanto possível enquanto ainda oferece um projeto de chiplets para reduzir os custos de fabricação e melhorar os rendimentos.

Para superar estas preocupações, a patente da AMD prevê o uso da primeira GPU da série de chiplets a ser acoplada diretamente à CPU. Os outros chiplets da GPU na matriz seriam então acoplados à GPU primária através de um crosslink passivo de alta largura de banda (HBPC). O HBPC é essencialmente uma matriz de interposer passivo dedicada à comunicação entre chips através do SoC.

Com relação à sincronização de memória, a patente observa que embora cada chiplet da GPU apresente seu próprio cache de último nível (LLC), todos esses LLCs são acoplados de forma a permitir a coerência entre todos os chiplets da GPU. Como somente o chiplet primário da GPU recebe pedidos da CPU, todo o complexo ainda parece monolítico para a CPU e conseqüentemente para o sistema operacional.

No momento, a AMD já oferece projetos multi-GPU em uma única placa. Anteriormente, vimos o AMD Radeon R9 295X2 e o Radeon Pro Duo. O mais novo Radeon Pro Vega II Duo é exclusivo do Apple Mac Pro e apresenta dois Radeon VII com 64 unidades de computação (CUs) cada uma conectada por um link Infinity Fabric.

Em 2018, o SVP da AMD do Radeon Technologies Group (RTG) David Wang opinou que, a menos que um pacote multi-GPU seja invisível, os ISVs podem mostrar alguma relutância. Entretanto, ele também expressou otimismo de que"tudo é possível".

Agora, não está claro quando veríamos um projeto assim em carne e osso. Os roteiros oficiais CDNA e RDNA apontam apenas para um "Nó Avançado" para 2022, portanto, é provável que não vejamos os desenhos CDNA 2 ou RDNA 3 com módulo multi-chip esportivo (MCM)

Dito isto, a competição já está mostrando tendências similares com a Intel e a NVIDIA procurando oferecer peças MCM com Xe HP Arctic Sound e Hopper, respectivamente