如今，将复杂的芯片设计拆分为多芯片解决方案风靡一时。AMD 已经在其 CPU 和数据中心 GPU 中使用了多芯片设计，并且其当前一代RDNA 3 RX 7000 系列 GPU也采用了不太复杂的芯片。根据 2022 年 12 月 8 日提交并于本周发现的一项新专利，现在该公司似乎正在寻求为更广泛的应用生产更复杂的多芯片 GPU。
“处理系统的图形处理单元 (GPU) 被划分为多个芯片（称为 GPU 芯片），这些芯片可配置为在第一种模式下作为单个 GPU 共同运行并与应用程序交互，在第二种模式下作为多个 GPU，”专利申请的摘要描述写道。
这显然不同于当前的 RDNA 3 架构，在 RDNA 3 架构中，AMD 使用中央 GCD（图形计算芯片）芯片来实现 GPU 的所有主要功能，并使用多个 MCD（内存缓存芯片）芯片来实现内存接口和缓存。CDNA 数据中心 GPU 更像这里描述的，具有多个计算/处理芯片。
该专利描述了一种相当具体的 GPU 实现，该实现具有三个 GPU 芯片组和一个多媒体芯片。每个 GPU 芯片组由一个前端芯片和着色器引擎芯片组成（专利显示了三个 SE 芯片，但实际数量可能不同）。这种多芯片 GPU 可以以三种模式运行：
第一种模式，单 GPU：所有 GPU 芯片作为一个统一的 GPU 协同工作，共享资源并协同处理任务。在此模式下，一个前端芯片通常负责 GPU 内所有着色器引擎芯片的命令调度。这基本上就是传统 GPU 的工作方式。
第二种模式，多 GPU：GPU 芯片被分成不同的组，每个组都作为独立的 GPU 运行。每个组都有自己的前端芯片，负责为其相关的着色器引擎芯片调度任务。
第三种模式，混合配置：此模式提供灵活的配置，其中一些 GPU 芯片作为单个 GPU 运行，而另一些则作为独立 GPU 运行。
AMD 的数据中心 GPU 设计已经分拆了好几年，该专利最有可能首先针对多芯片数据中心 GPU，但也可能扩展到客户端 GPU。AMD 未来可能希望分拆其客户端 GPU 的原因有几个。
首先，随着高 NA EUV 光刻技术的出现及其减半的曝光场（或光罩尺寸），多芯片设计将变得更加普遍。鉴于 AMD 在多芯片设计方面已经拥有足够的经验，多芯片 GPU 可能是一个可行的选择。
其次，由于大型单片芯片的流片和生产成本过高，采用多芯片设计来打造客户端 GPU 是 AMD 降低成本的好方法。它已经在 GCD/MCD 芯片中部分实现了这一点，但这是目前客户端芯片的第一次迭代，我们预计 AMD 将在未来的设计中继续走这条路。芯片组还可以将着色器引擎和主要计算硬件放在前沿节点上，而前端引擎则采用更老、更便宜的工艺技术。
有了多个芯片组，将 GPU 性能从入门级解决方案扩展到高端产品就变得更加容易了。事实上，AMD 的摘要描述是这么说的：
“通过将 GPU 划分为多个 GPU 芯片组，处理系统可以根据操作模式灵活且经济高效地配置一定数量的活动 GPU 物理资源，”专利声称。“此外，可配置数量的 GPU 芯片组被组装成单个 GPU，这样就可以使用少量的流片来组装具有不同数量 GPU 芯片组的多个不同 GPU，并且可以用实施不同代技术的 GPU 芯片组构建多芯片 GPU。”
同样，AMD 已经声称在 RDNA 3 中使用了 GPU 芯片组，但这显然代表着将功能分解到不同芯片中的水平又迈进了一步。我们在 Ryzen CPU 上看到了类似的情况，第一代小芯片更像是一个概念验证，后续设计更好地分离了功能，以实现最大的性能和可扩展性。AMD 尚未完成 GPU 小芯片的开发，我们怀疑 GPU 领域的大多数参与者最终都会采取类似的方法。
“处理系统的图形处理单元 (GPU) 被划分为多个芯片（称为 GPU 芯片），这些芯片可配置为在第一种模式下作为单个 GPU 共同运行并与应用程序交互，在第二种模式下作为多个 GPU，”专利申请的摘要描述写道。
这显然不同于当前的 RDNA 3 架构，在 RDNA 3 架构中，AMD 使用中央 GCD（图形计算芯片）芯片来实现 GPU 的所有主要功能，并使用多个 MCD（内存缓存芯片）芯片来实现内存接口和缓存。CDNA 数据中心 GPU 更像这里描述的，具有多个计算/处理芯片。
该专利描述了一种相当具体的 GPU 实现，该实现具有三个 GPU 芯片组和一个多媒体芯片。每个 GPU 芯片组由一个前端芯片和着色器引擎芯片组成（专利显示了三个 SE 芯片，但实际数量可能不同）。这种多芯片 GPU 可以以三种模式运行：
第一种模式，单 GPU：所有 GPU 芯片作为一个统一的 GPU 协同工作，共享资源并协同处理任务。在此模式下，一个前端芯片通常负责 GPU 内所有着色器引擎芯片的命令调度。这基本上就是传统 GPU 的工作方式。
第二种模式，多 GPU：GPU 芯片被分成不同的组，每个组都作为独立的 GPU 运行。每个组都有自己的前端芯片，负责为其相关的着色器引擎芯片调度任务。
第三种模式，混合配置：此模式提供灵活的配置，其中一些 GPU 芯片作为单个 GPU 运行，而另一些则作为独立 GPU 运行。
AMD 的数据中心 GPU 设计已经分拆了好几年，该专利最有可能首先针对多芯片数据中心 GPU，但也可能扩展到客户端 GPU。AMD 未来可能希望分拆其客户端 GPU 的原因有几个。
首先，随着高 NA EUV 光刻技术的出现及其减半的曝光场（或光罩尺寸），多芯片设计将变得更加普遍。鉴于 AMD 在多芯片设计方面已经拥有足够的经验，多芯片 GPU 可能是一个可行的选择。
其次，由于大型单片芯片的流片和生产成本过高，采用多芯片设计来打造客户端 GPU 是 AMD 降低成本的好方法。它已经在 GCD/MCD 芯片中部分实现了这一点，但这是目前客户端芯片的第一次迭代，我们预计 AMD 将在未来的设计中继续走这条路。芯片组还可以将着色器引擎和主要计算硬件放在前沿节点上，而前端引擎则采用更老、更便宜的工艺技术。
有了多个芯片组，将 GPU 性能从入门级解决方案扩展到高端产品就变得更加容易了。事实上，AMD 的摘要描述是这么说的：
“通过将 GPU 划分为多个 GPU 芯片组，处理系统可以根据操作模式灵活且经济高效地配置一定数量的活动 GPU 物理资源，”专利声称。“此外，可配置数量的 GPU 芯片组被组装成单个 GPU，这样就可以使用少量的流片来组装具有不同数量 GPU 芯片组的多个不同 GPU，并且可以用实施不同代技术的 GPU 芯片组构建多芯片 GPU。”
同样，AMD 已经声称在 RDNA 3 中使用了 GPU 芯片组，但这显然代表着将功能分解到不同芯片中的水平又迈进了一步。我们在 Ryzen CPU 上看到了类似的情况，第一代小芯片更像是一个概念验证，后续设计更好地分离了功能，以实现最大的性能和可扩展性。AMD 尚未完成 GPU 小芯片的开发，我们怀疑 GPU 领域的大多数参与者最终都会采取类似的方法。
