AMDの64コアEPYCとRyzen CPUの分解：詳細な内部構造

最近のプロセッサの非常に鮮明なダイショットを見なくなって久しい。以前はもっと頻繁に見ていたのに、最近はデジタル図面だけで済ませることが多いようだ。実に残念なことだ。ドイツのHardwareLuxxスレッドのフォーラムユーザーOC_Burner（別名Fritzchenz Fritz）もそう感じているようで、彼は何か対策を講じることになった。395億4000万個のトランジスタを搭載したチップは一体どんな見た目だろうか？上の写真がその様子だ。

私は何を見ているのでしょうか?

チップの中心部、つまりシリコン内部が見える部分はCPUのIOD（I/Oダイ）で、その周囲にはコアを内蔵した8つのCCDが配置されています。CCDはコアコンプレックスダイとも呼ばれます。

下の写真のセットアップは、OC_Burnerが撮影に使用している様子です。さらに撮影するために、シリコンの一部を軽く研磨し、下の層をカメラに露出させています。

彼がこの作業に使用したチップはエンジニアリングサンプルか壊れたチップなので、動作中の 64 コア CPU からヒートスプレッダーを剥ぎ取ったと考えて驚かないでください。

もう少し深く掘り下げてみましょう

Rome（AMD EPYC）CPUのIODはMatisse（AMD Ryzen）CPUのIODよりも大幅に大きくなっています。これは、Romeがより多くのCPUコアを扱う必要があるため、当然のことです。Twitterの@Locuzaが画像を分析し、以下の2枚の画像に示すように、シリコン内の個々のコンポーネントをすべて特定しました。EPYCのIODはトランジスタ数が83.4億個で、面積は416平方ミリメートルです。

AMD EPYC IOD IRダイショット（画像提供：HardwareLuxx）

IODは、すべてのデバイスを統合するCPUの心臓部です。そのため、PCI-Expressレーン自体、DDR4メモリインターフェース、そしてグローバルメモリインターコネクト（GMI）のハードウェアが上部に配置できます。

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このCPUのCCD自体は詳しく写真に写っていませんが、Ryzen 3000シリーズのコンシューマー向け製品に搭載されているCCDと同一のものです。OC_Burnerさんが以前これらの写真を掲載しているので、こちらも見てみましょう。

Ryzen 5 3600も写真に写っている

Ryzen 5 3600 IRダイショット（画像提供：HardwareLuxx）

チップの左側にIODが見えます。ご覧の通り、64コアのRomeチップのIODよりもかなり小さいです。2つのIODをよく見比べると、上のIODのコンポーネントと一致する部分がわかるでしょう。RyzenのIODは20億9000万個のトランジスタを搭載し、面積は約125mm²です。これはEPYCチップのIODの約4分の1の大きさです。

スワイプして水平にスクロールします

行0 - セル0	トランジスタ数	ダイサイズ
CCD	39億	74 mm²
IOD（エピク）	83億4000万	416 mm²
IOD（ライゼン）	20億9000万	125 mm²
トータルエピック	395億4000万	1.008 mm²
合計Ryzen 5	59億9000万	199 mm²
合計Ryzen 9	98億9000万	273 mm²

CCDは右側にあり、この写真では最初の画像のCCDとは異なり、不透明層（赤外線に対して不透明）が削り取られています。2つのチップのCCDは同一ですが、Ryzen 5チップではコアのうち2つが無効化されていること、そしてEPYCチップでは1つではなく8つのCCDが搭載されていることを除けば、全く同じです。各CCDは39億個のトランジスタで構成され、面積は74mm²です。

Ryzen 9 3900Xチップを開封すると、1つではなく2つのCCDが確認できます。上のRyzen 5ダイの写真でも、2つ目のCCDが配置されていた場所が確認できます。

これらをよく見ると、下の CCD で中央に 8 つのコアがあり、そのコアの上下に L2 キャッシュと L3 キャッシュがあることがわかります。