AMDのマルチチップレットGPU設計がついに実現するかもしれない

AMDの興味深い特許がついに公開されました。出願からかなり時間が経っているにもかかわらず、今になって発見できたことは、この技術が将来のグラフィックカードに搭載される日が近いかもしれないという点で、なおさら興奮を掻き立てます。この特許は、3つの独立したダイを備えたマルチチップレットGPUについて記述しており、パフォーマンスの向上と製造コストの削減の両方を実現する可能性があります。

AMDはこの特許の中で、複数のダイに分割されたGPUを指し、これをGPUチップレットと呼んでいます。これらのチップレット（ダイ）は、単一のGPUとして機能することも、AMDが「第2モード」と呼ぶ複数のGPUとして機能することもできます。このGPUには合計3つのモードがあり、最初のモードでは、すべてのチップレットが単一の統合GPUとして連携して動作します。これによりリソースを共有できるようになり、Tom's Hardwareによると、フロントエンドダイがすべてのシェーダーエンジンダイのコマンドスケジューリングを処理できるようになります。これは、通常のチップレットを持たないGPUの動作と似ています。

2つ目のモードは興味深いところです。このモードでは、すべてのチップレットが独立したGPUとしてカウントされます。各GPUはシェーダーエンジン内で独自のタスクスケジューリングを処理し、他のチップレットに干渉しません。そして3つ目のモードは、これら2つのモードを組み合わせたもので、一部のGPUは独立したGPUとして機能し、他のGPUはチップレットを組み合わせて連携して機能します。

前述の通り、この特許は新しいものではありません。AMDがRX 7900 XTXとRX 7900 XTをリリースした直後の2022年12月8日に出願されました。リーク情報筋は、AMDが少なくとも1世代か2世代はマルチチップレットを採用する可能性があると予測していましたが、このアーキテクチャは現在、AMDのデータセンターGPUでのみ実際に使用されています。ただし、AMDはRDNA 3で既に同様の技術に取り組んでおり、メモリインターフェースにグラフィックスコンピューティングダイ（GCD）と複数のメモリキャッシュダイ（MCM）を使用する設計を採用しています。

特許に記載されているように、このタイプのアーキテクチャへの移行には具体的なメリットがあります。「GPUを複数のGPUチップレットに分割することで、処理システムは動作モードに基づいて、アクティブなGPU物理リソースの量を柔軟かつコスト効率よく構成します。」 大型化するモノリシックダイを使用するよりも、このタイプのGPUを製造する方が安価になることが判明すれば、データセンター以外にも、私たち自身のコンピューターで使用されているGPUにも、この設計が採用されるようになるかもしれません。

RDNA 4グラフィックスカードに関する初期のリークでは、AMDが完全なマルチチップレット設計を採用すると示唆されており、最終的な結果が特許で示されているものに近いものになった可能性は容易に想像できます。しかし、AMDが次世代グラフィックスカードではミッドレンジモデルに固執するというニュースを受け、マルチチップレットGPUの実現への期待は今のところ薄れつつあるようです。もしかしたら、この設計がRDNA 5で実現するかもしれません。