
在CES 2022大展上,AMD推出了採用3D垂直快取(3D V-Cache)技術的Zen 3架構Ryzen 7 5800X3D處理器,為每個CCD帶來額外的64MB 7nm SRAM緩存,使得處理器的L3快取容量由32MB增加到96MB,進一步提升了效能表現。在隨後的幾年裡,AMD不斷擴大X3D產品線,出色的遊戲性能使其成為了DIY市場上炙手可熱的產品。
根據Wccftech報導,AMD在一篇名為《平衡延遲堆疊緩存(Balanced Latency Stacked Cache)》的研究論文中,探索在未來晶片的L2緩存加入3D堆疊,延遲可能優於傳統設計。在美國商標及專利局(USPTO)公示中,對應的專利號為「US20260003794A1」。
在第一代3D V-Cache裡,AMD將CCX翻轉(由面向頂部改為面向底部),然後削去了頂部95%的矽,然後將3D垂直緩存晶片安裝在上面。到了第二代3D V-Cache,AMD對3D垂直快取晶片進行了最佳化,同時CCX和3D垂直快取晶片互換了位置。
AMD展示了一種多層堆疊結構,基礎晶片連接到計算模組和緩存模組,上方可以疊加多層緩存,範例中將四組512KB區域的緩存模組組成2MB的L緩存,另外還有一個CCC(緩存控制電路)。 L2快取複合體可依需求擴展,範例裡還能進一步擴展至4MB。
堆疊方法採用了與3D V-Cache相同的原理,利用矽通孔(TSV)將L2/L3堆疊連接到基礎晶片和計算複合體,配置在堆疊緩存系統的中心垂直方向,緩存控制電路負責控制資料的輸入和輸出。
AMD使用了平面1 MB和2MB的L2快取配置作為範例,指出前者的典型延遲為14個週期,後者的延遲為12個週期。新方法為存取請求提供了更低的延遲,資料從資料快取返回的速度也更快。由於週期更短,還能節省電力,產生的熱度也會更少。