La respuesta de AMD en gráficas podría ser … ¿3D V-Cache en GPU?

Lo nuevo de AMD puede que sea un doble golpe a NVIDIA. Llevamos tiempo hablando de un rumor, el cual hemos vuelto a citar hoy mismo, y que tiene que ver con la opción de una doble GPU en un mismo PCB, es decir, una tarjeta gráfica dual como había antaño en algunos modelos. Al ser Navi 31 el chip completo como tal, las opciones de AMD se reducen a eso, pero además, parece que habrá una sorpresa más, puesto que la compañía tendría un as en la manga. ¿Puede AMD lanzar tarjetas gráficas con 3D V-Cache?

Es algo que lleva tiempo en nuestra cabeza y Tom Wassick ofrece unas respuestas gracias al escaneo de una RX 7900 XT. ¿Cómo ha llegado a esta conclusión? La respuesta ni es rápida ni es sencilla, pero vamos a intentar explicarla detenidamente.

AMD podría tener gráficas con 3D V-Cache

What else can you see? A linear array of "spots" that look remarkably like the keep out zones on X3D, and that are on the same 17-18 um pitch. Could they be considering stacked MCD functionality (or maybe they're something else)?

— Tom Wassick (@wassickt) January 27, 2023

La reflexión llega tras el análisis de una RX 7900 XT, pero ¿por qué no una RX 7900 XTX en concreto? Pues porque AMD dejó un MCD inactivo en la primera y gracias a este sexto die se ha podido visualizar el cableado de salida RDL con claridad gracias a los infrarojos.

La imagen como tal no está disponible por razones que no sabemos, pero sí tenemos las impresiones de Tom, el cual asegura que han podido ver una matriz lineal de puntos de exclusión, que es exactamente lo mismo que hace AMD con los X3D en sus Ryzen. Además, la zona para cablear tiene los mismos 17-18 um.

Por lo tanto, la teoría ante esto es que AMD diseñó RDNA 3 pensando en añadir a sus gráficas 3D V-Cache desde un principio, quizás entendiendo que no iban a lanzar chips de mayor tamaño y más potentes como tal, lo cual tiene todo el sentido del mundo si miramos la arquitectura.

Más dependencia del lado vectorial que del escalar

La proporción de instrucciones a tratar dependerá de la carga de trabajo, obviamente, pero en AMD desde hace dos generaciones siempre se ha primado el lado vectorial sobre el escalar. Esto es importante entenderlo porque a la hora de acceder a la VRAM o la caché la "potencia" de las ALU y cómo trabajan es clave para dichos accesos.

De hecho, AMD ha conseguido algo realmente interesante, puesto que aunque ha sacado fuera la Infinity Cache del die principal a modo de MCD, debido a sus mayores frecuencias ha conseguido reducir la latencia, algo fundamental y que tiene un coste en consumo, obviamente.

Se ha pasado de 17,4 ns de media a 15,4 ns si comparamos RDNA 2 con RDNA 3, y a esto hay que sumarle el aumento de tamaño de las L1 y L2 también (el doble en la primera, un 50% más en la segunda).

Mayor potencia en la GPU implica tener cachés al nivel, por ello el incremento de tamaño y la reducción de la latencia, pero ¿qué hay de la misma cuando se tiene que acceder a la VRAM? Pues que en el caso de RDNA 3 ha aumentado frente a RDNA 2, lo cual es un problema y gordo. Segmentar la caché como lo ha hecho AMD es lo que ha permitido este paso atrás al lanzarla como MCD, así que la solución llega desde el acceso vectorial.

32 vías para paliar el déficit

Aunque el número de vías disponibles es el mismo que en RDNA 2 y la proporción se mantiene entre los accesos vectoriales y escalares 32 vs 4, la mayor frecuencia del núcleo implica que mientras se trabaje en el die la latencia se ve reducida en RDNA 3, pero cuando se sale a la Infinity Cache esta aumenta, aunque no demasiado.

Si a esto le sumamos un mayor ancho de banda total para la VRAM, lo que tenemos es un cómputo similar en caché y latencia, pero pudiendo mover más información por segundo. ¿Cómo aprovechar esto cuando tienes más rendimiento en vectores que en escalares? Pues como ha hecho AMD en contra de NVIDIA: aumentando la L3.

NVIDIA optó por lo mismo, pero con la L2, de manera que ahí gana la partida, aunque a costa de un chip de mayor tamaño, más "gastón" y más caro de fabricar. AMD va a compensar esto con 3D V-Cache, obteniendo mayor rentabilidad y ahora, menor dependencia de la VRAM de la tarjeta gráfica. ¿Qué se busca con esto? Pues varias cosas:

• Reducir el ancho de banda interno.
• Reducir el uso de la reutilización de los datos espaciales y temporales.
• Minimizar el movimiento de datos.
• Reducir la latencia total del sistema.
• Bajar el consumo de la tarjeta.

Aumentar la Caché en este punto palía todavía más los problemas, permite un menor acceso a la VRAM y por lo tanto, la dependencia de esta, todo con el mismo ancho de banda. El problema será el coste de implementación de los troqueles verticales y, como era de esperar, la diferencia de altura con el GDC, algo que AMD ya debe de tener solventado realizando el mismo proceso que hace con los Ryzen. Si todo lo dicho se produce, el salto de rendimiento puede ser bastante importante y significativo, pero no podemos precisarlo porque no hay precedentes ante esto.