什么是CPU Die?
在看CPU相关的手册的时候,经常会看到Die的字样,刚开始不太理解是什么意思,感觉有点像是一颗CPU芯片,但是这样理解还是不够准确。
后来各种查找,终于找到了Die的准确意思,原来Die是处理器在生产过程中引入的概念。
总的来说,Die或者CPU Die指的是处理器在生产过程中,从晶圆(Silicon Wafer)上切割下来的一个个小方块(这也是为啥消费者看到的CPU芯片为什么都是方的的原因),在切割下来之前,每个小方块(Die)都需要经过各种加工,将电路逻辑刻到该Die上面。
为什么晶圆是圆的,这主要是由于晶圆的制作工艺决定的,可以参考文章(https://zhuanlan.zhihu.com/p/30513730)。而为什么切割出来的Die是方的,主要是为了切割方便,并且最大利用Die的面积。理论上,只要晶圆做得足够大,Die的面积足够小,晶圆的利用率就可以无限接近100%。
对于主流的CPU厂商Intel和AMD而言,他们会将1个或者N个CPU Die封装起来形成一个CPU Package,有时候也叫作CPU Socket,如下图所示:
由于CPU Die的制作工艺及其复杂,导致CPU Die的大小会很大地影响到CPU Die的良品率,即CPU Die的大小越大,则CPU Die出错的概率越高,良品率也越低,相应的成本也越高。
在服务器领域,Intel Xeon系列的高端处理器会尽量地将整个CPU Socket做到一个CPU Die上,导致其相应的CPU Die的大小都比较大,这也是其价格昂贵的一个原因。将整个CPU Socket上的东西都做到一个CPU Die上的好处是CPU内部之间各个组件的连接是通过片内总线互联,有更多的资源可以相互共享,这样整体的性能能够更高。
而对于AMD的EYPC CPU而言,它的每个CPU Socket由4个CPU Die组成,每个CPU Die中包含有4个CPU内核,如下图所示:
CPU Die之间通过片外总线(Infinity Fabric)互联,并且不同CPU Die上的CPU内核不能共享CPU缓存,而单个Die的Xeon处理器内和所有CPU内核其实是可以共享CPU的第三级缓存(L3 Cache)的。
我想,这种CPU Die的分布应该也是导致EPYC处理器和Xeon处理器虽然在单核上的性能可能相差不多,但是总体性能赶不上Xeon处理器的一个原因。但是这样也有个好处,就是可以降低成本。
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