AMD 首次展示 Aldebaran “CDNA 2” Instinct MI200 系列 GPU 框图，率先在 HPC 中采用 MCM 设计

AMD 正式成为第一个采用 MCM 技术的公司，他们正在使用代号为 Aldebaran 的 Instinct MI200 来实现这一目标。AMD Aldebaran GPU 将有各种形式和尺寸，但它都基于全新的 CDNA 2 架构，这是 Vega 最精致的变体。下面列出了我们详细介绍之前的一些主要功能：

· AMD CDNA 2 架构——第二代矩阵核心加速 FP64 和 FP32 矩阵运算，与 AMD 上一代 GPU 相比，峰值理论 FP64 性能高达 4 倍。

· 领先的封装技术——业界首创的多芯片 GPU 设计采用 2.5D 高架扇出桥 (EFB) 技术，提供比 AMD 上一代 GPU 多 1.8 倍的内核和高 2.7 倍的内存带宽，提供业界最佳的总峰值理论内存带宽每秒 3.2 TB。

· 第三代 AMD Infinity Fabric 技术——多达 8 个 Infinity Fabric 链路将 AMD Instinct MI200 与 节点中的第三代 EPYC（霄龙）CPU 和其他 GPU 连接起来，以实现统一的 CPU/GPU 内存一致性并最大限度地提高系统吞吐量，从而为CPU 代码可利用加速器的功能。

AMD Instinct MI200 GPU Die Shot：

AMD Instinct MI200 内部是一个 Aldebaran GPU，具有两个芯片，一个辅助芯片和一个主芯片。它有两个模具，每个模具由 8 个着色器引擎组成，总共 16 个 SE。每个着色器引擎包含 14 个 CU，具有全速率 FP64、打包的 FP32 和用于 FP16 和 BF16 操作的第二代矩阵引擎。整个 GPU 采用台积电的 6nm 工艺节点制造，共有 580 亿个晶体管。

AMD Instinct MI200 GPU 框图：

因此，每个芯片由 112 个计算单元或 7,168 个流处理器组成。整个芯片总共有 224 个计算单元或 14,336 个流处理器。Aldebaran GPU 也由新的 XGMI 互连提供支持。每个小芯片都具有 VCN 2.6 引擎和主 IO 控制器。每个 GPU 小芯片都有四个用于 HBM2e 内存的 1024 位内存控制器。

至于缓存，每个 GPU 小芯片共有 8 MB 的 L2 容量，被物理划分为 32 个切片。每个 slice 提供 128B/CLK，具有增强的排队和仲裁以及增强的原子操作。每个 GCD 内存子系统包括每个小芯片 64 GB 的 HBM2e 内存，每个 GCD 的总带宽为 1.6 TB/s，被划分为 32 个通道，具有 64B/CLK 以实现高效的工作电压。封装内互连包括跨两个 GCD 的 400 GB/s 双向带宽。

共有 8 个 Infinity Fabric 互连，每个 GPU 上的一个可用于 PCI-Express 互连。互连的额定 CPU-GPU 传输速率为 144 GB/s。您可以使用带有总共四个 MI200 系列 GPU 的外部 Infinity Fabric 链路扩展至 500 GB/s，或者使用 PCIe Gen 4 ESM AIC 横向扩展以获得 100 GB/s 带宽。

AMD Instinct MI200“Aldebaran GPU”性能指标：

在性能方面，AMD 吹捧在 HPC 领域的多项创纪录胜利，超过了 NVIDIA 的 A100 解决方案，AMG 的性能提升高达 3 倍。

至于 DRAM，AMD 采用了由 1024 位接口组成的 8 通道接口，用于 8192 位宽总线接口。每个接口可支持 2GB HBM2e DRAM 模块。这应该为每个堆栈提供高达 16 GB 的 HBM2e 内存容量，并且由于总共有 8 个堆栈，总容量将高达 128 GB。这比装有 80 GB HBM2e 内存的 A100 多 48 GB。内存将以 3.2 Gbps 的惊人速度进入，全带宽为 3.2 TB/s。这比具有 2 TB/s 的 A100 80 GB 多出 1.2 TB/s 的带宽。

AMD Instinct MI200 CDNA 2 “Aldebaran” GPU 已经为世界上最快的超级计算机Frontier提供动力，这也是世界上第一台 Exascale 机器，提供 1.1 ExaFLOPs 的计算马力，目前在TOP500和Green500列表中名列前茅. AMD 还公布了Instinct MI300 APU 系列的未来计划，该系列将进一步利用小芯片架构并将事情提升到一个新的水平。