Las Radeon RDNA 3 se inspirarán en Ryzen: ¿adiós a las GPUs monolíticas?

AMD ha registrado una nueva patente muy interesante que podría utilizarse en la serie Radeon RDNA 3, una arquitectura de nueva generación que, en principio, podría llegar al mercado entre finales de 2021 y mediados de 2022. Como su propio nombre indica, será la sucesora de la arquitectura RDNA 2.

La serie Radeon RDNA 3 podría marcar un importante punto de inflexión en materia de rendimiento bruto, pero también a nivel de especialización, sobre todo si se cumplen los últimos rumores que aseguran que AMD está trabajando en una solución capaz de competir con la tecnología DLSS 2.0 de NVIDIA, basada, como sabemos, en la inteligencia artificial.

Para conseguir ese gran salto, AMD podría recurrir a un diseño de tipo MCM, es decir, «módulo multi-chip». El concepto es, dicho de una forma simple, el mismo que hemos visto en los procesadores Ryzen basados en las arquitecturas Zen, Zen+, Zen 2 y Zen 3: crear un chip de alto rendimiento y gran capacidad de paralelización combinando chips de pequeño tamaño.

Por ejemplo, para crear un procesador de 16 núcleos y 32 hilos, un Ryzen 9 5950X, basado en Zen 3, utiliza dos chiplets. Cada chiplet tiene 8 núcleos, puede manejar 16 hilos y cuenta con su propia memoria caché L1 y L2. La memoria caché L3 es común a los dos chiplets, lo que significa que cualquier núcleo puede acceder a toda la caché L3 que necesite. Esto no es casualidad, ya que permite mejorar el rendimiento frente a las configuraciones que asignan una cantidad limitada y concreta de caché L3 a cada chiplet.

¿Cómo sería una GPU Radeon RDNA 3 basada en MCM?

Para entenderlo, vamos a ver primero cómo es una GPU basada en RDNA2. La Radeon RX 6900 XT, por ejemplo, utiliza una GPU NAVI 21 XTX con 80 unidades de computación y 5.120 shaders integrados en una única pastilla de silicio.

Si partimos de un diseño MCM, podríamos dividir esa GPU en dos pastillas de silicio interconectadas. Cada una de ellas estaría formada por 40 unidades de computación y 2.560 shaders. ¿Qué ventaja representa esto? Pues muy simple, al ser chips menos complejos es más fácil trasladarlos a la oblea, lo que significa que la tasa de éxito sería mayor, y que su producción resultaría más eficiente, tanto a nivel técnico como económico. Sí, necesitaríamos dos chips en lugar de uno, pero cada oblea daría una tasa de chips funcionales mucho mayor, y estos serían más pequeños, por lo que tendrían un impacto menor en la superficie de la misma.

Un diseño MCM nos permitiría crear una súper GPU combinando núcleos gráficos más pequeños, siguiendo el mismo patrón que hemos visto en Zen y en sus sucesivas evoluciones. Sería posible crear GPUs más potentes sin que la complejidad y los costes de producción frenen o limiten, en gran medida, los avances del sector, pero esto no quiere decir que todo sean ventajas. La arquitectura MCM presenta desventajas importantes, aunque AMD parece tener claro cómo superarlas.

En la patente se indica claramente que los chips que forman esa súper GPU estarán interconectados con un sistema de baja latencia, y que cada chiplet podrá comunicarse directamente con la CPU mediante un sistema de enlace cruzado pasivo que ofrecerá, en teoría, un gran ancho de banda. Con respecto a la caché, se indica que cada GPU tendrá una cantidad concreta asignada, lo que sugiere que cada chiplet podrá trabajar sin problemas como una GPU independiente, y también como una única «súper GPU». Muy interesante, pero habrá que ver cómo funciona en la práctica.

Todavía no tenemos detalles concretos, y falta mucho para que podamos empezar a ver las primeras pruebas de rendimiento, pero os adelanto que tenemos motivos para ser optimistas. Estoy convencido de que el futuro del sector GPU pasa por los diseños MCM, debido a la complejidad técnica y económica de los diseños monolíticos en las configuraciones tan enormes de shaders que manejamos actualmente, y también porque resulta más fácil de trasladar debido a la naturaleza «paralelizada» de la GPU, frente a la naturaleza «en serie» de la CPU.

Si AMD pudo llevar el diseño MCM al sector CPU con un resultado tan bueno como el que hemos visto en Zen y sus revisiones posteriores, a pesar de las particularidades que presenta un procesador, estoy convencido de que no tendrá problemas para hacer lo propio en el sector GPU con las Radeon RDNA 3. Os recuerdo que las RTX 5000 de NVIDIA, basadas en la arquitectura Hopper, podrían partir también de un diseño MCM. Las RTX 4000 mantendrán un diseño de núcleo monolítico.