AMDが新たなCPUコアロードマップを公開、2024年までに3nm Zen 5、第4世代Infinityアーキテクチャ

AMDはFinancial Analysts Day 2022において、2024年までのアーキテクチャおよびプロセスノードの強化計画を概説した新たなコアロードマップを公開しました。このロードマップには、Ryzen 7000チップを含むZen 4アーキテクチャをベースとした5nmおよび4nm CPU、そしてZen 5アーキテクチャをベースとした4nmおよび3nmプロセッサが含まれています。さらにAMDは、2024年に市場投入予定の3nm Zen 5チップに関する初期情報を公開し、新しい第4世代AMD Infinityアーキテクチャの詳細も公開しました。

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AMD CPUコアロードマップ

AMD の CPU コア ロードマップは特定の年ごとに分かれておらず、2019 年から 2024 年末までの範囲が示されています。Zen 4 チップは今年末までに出荷される予定なので、上記のロードマップの Zen 4 セクションは 2022 年に始まると推測できます。

今後、AMDのコアは3種類に分かれる。「Zen 4」とだけ記載されている標準コア、3D V-Cache搭載コア、そして「Zen 4c」と呼ばれる密度最適化コアだ。Zen 4は既に発表されている5nmバリアントに加え、4nmコアも登場する。これらの4nm Zen 4コアは、すべてのチップの広範な刷新世代となる可能性もあるが、7nm Zen 3 RyzenデスクトップPCモデルや6nm Zen 3 Ryzenモバイルプロセッサのように、AMDが特定のクラスのチップにのみ4nmを採用する可能性もある。

Zen 5コアにも同じルールが適用されます。AMDはZen 5コアを標準、3D V-Cache、そして「Zen 5c」の3つのバージョンに分割しました。Zen 5世代は、おそらくTSMCから4nmプロセスでデビューし、3nmバージョンも提供される予定ですが、登場時期は明確ではありません。AMDのCPUロードマップは2024年に終了するため、これらのコアは2024年にデビューすることになります。

3D V-Cacheを搭載したAMDのZen 3コアは、ゲーミング向けCPUとして現在最高のRyzen 7 5800X3DとMilan-Xプロセッサに搭載され、既に市場に投入されています。これらのチップは、革新的なハイブリッドボンディングプロセスによって、コンピューティングダイ上にSRAMを統合しています。AMDは、3D V-Cacheチップが特定の戦略的製品において同社のチップファミリー全体に搭載される予定であると発表していますが、特定のファミリーにおける具体的なSKU数は明らかにしていません。

Zen 4cとZen 5cコアは、Armとx86の両方のフレーバーで他のチップアーキテクチャに見られる効率コア（eコア）と概念的に類似しています。AMDはこれらのコアを用いて、高スレッドのクラウドワークロード向けに最適化された超高密度サーバーチップを開発する予定です。AMDは本日、「c」コアがスレッド化に対応していることも発表しました。そのため、Zen 4cコアを搭載した次期EPYC Bergamoチップは、驚異的な128コア、256スレッドを搭載することになります。

これらの「c」コアは、Genoaでデビューする標準のZen 4コアよりも小型で、演算密度を向上させるために不要な機能が削除されています。これらのチップは、コア数を増やすために密度最適化されたキャッシュ階層を備えており、より高いスレッド密度を必要とするクラウドワークロードに対応します。これは、チップのキャッシュが小さくなっているか、キャッシュレベルが削除されていることを意味する可能性がありますが、AMDは詳細を明らかにしていません。Zenの「c」コアはZen 4 ISAをフルサポートしており、IntelがAlder Lakeで行っているように、AVXなどの一部の機能を無効化することはありません。

AMD Zen 5アーキテクチャ

AMDの第4世代Infinityアーキテクチャ

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AMDがチップレットベースのアーキテクチャを早期に採用できたのは、Infinityアーキテクチャのおかげです。このインターコネクトはチップレット、メモリ、I/Oダイを相互接続し、AMDはデータセンターアプリケーション向けにGPUなどのアクセラレータを接続するためにも使用されています。包括的なInfinityアーキテクチャは、AMDのチップ製造ツールチェストの主要コンポーネントであり、チップレットとその他のコンポーネントを相互接続することを可能にします。AMDは現在、その範囲を拡大し、最近買収したXilinx IPをサポートする拡張機能を追加する予定です。また、サードパーティベンダーのIPもサポートすることで、より幅広い追加機能へのアクセスが可能になります。

CXLは、CPUとGPU、FPGA、メモリデバイスなどのデバイス間のインターフェースを提供する業界標準のキャッシュコヒーレントインターコネクトです。AMDは2019年に広く支持されているCXLコンソーシアムに加盟し、第4世代InfinityアーキテクチャでCXL 2.0ベースのメモリをサポートする予定です。つまり、Samsungの512GB CXLメモリエクスパンダーのようなデバイスが、おそらくデータセンター向けにAMDプロセッサでサポートされるようになるということです。AMDはCXL 3.0のサポートも計画しています。

AMDは今年、Universal Chiplet Interconnect Express（UCIe）コンソーシアムにも加盟しました。UCIeは、オープンソース設計のチップレット間のダイ間相互接続を標準化することで、コスト削減と検証済みチップレットのエコシステムの拡大を目指しています。AMDは、将来のInfinityアーキテクチャにおいてもUCIe標準へのコミットメントを改めて表明しました。

これらのツールにより、AMDはチップレットベース製品において既に50以上の製品を市場に投入しており、リードを築いています。業界標準のインターコネクトの追加は、特に外部ベンダーのチップレットを統合する際に、AMDの事業範囲を間違いなく拡大するでしょう。