在上一篇文章中針對AMD在工藝層面的努力做了一些探討（記得看一看我的主頁，還有關注下），這一篇文章則從多芯片封裝的角度來看一看AMD在節省成本上的努力。摩爾定律曾經提出半導體產品的成本會隨著工藝的演進而快速下降、性能也會快速增長，但是顯然現在摩爾定律已經不太適用了，新工藝性能收益越來越少而成本卻在快速提升。想要降低半導體產品的成本，單純的期望工藝的進步已經越來越不現實了。
AMD是一個超級企業（賣大樓），確保產品的低成本一定是始終貫穿在產品設計、規劃當中的。在14nm節點的Zen/Zen+上，AMD降低成本的方法是儘可能的少設計芯片，在不同產品線共享同樣的核心。Zen/Zen+的一個核心（非APU上）集成了北橋+南橋的全部IO，最終AMD可以僅用一顆芯片就可以覆蓋消費級8C到服務器32C的場景。 AMD的這種膠水核心大法比起Intel慣用的大核心來說，成本得到大幅降低，讓AMD用最小成本進攻了服務器市場。然而，有得必有失，AMD Zen/Zen+的膠水大法存在幾個顯著的缺點：
1、分散在不同Chiplet的核心在互聯時效率較低，在跨芯片交互時性能下降很多。
2、由於一個Chiplet既要能夠單獨使用也要能夠膠水，因此無論在哪個場景都會造成為另一個場景設計的晶體管浪費。
3、拓展性受限，Zen/Zen+的設計基本上到4個Chiplets互聯就到頂，沒有繼續提升的潛力。
多芯片封裝的Zen2
為了應對7nm大幅增長的成本，在Zen2上AMD在膠水核心上更進一步，放棄了自己曾經引以為豪的集成式內存控制器以及其他IO，一夜回到曾經拿來唾棄Intel的外置式北橋方案。 在Zen2上AMD用7nm製造了包含兩個CCX 8核心的CCD核心，再膠水一個12nm/14nm IO核心，從而實現了8C到64C的縮放。 AMD的這種選擇是全面向低成本+服務器市場傾斜的結果。
按照AMD的估算7nm的單位面積成本差不多是14nm的兩倍
那麼分離IO後的膠水設計，相較於Zen/Zen+的膠水有什麼優勢呢？ 首先分離IO核心減少了CPU Chiplet的晶體管浪費。在一代Zen/Zen+中一個CPU核心裡只有56%的面積是用於計算，剩下44%面積則是拿去做互聯。 這44%的部分不但會在多芯片互聯時會發生浪費，而且也難以使用7nm去做微縮（邏輯晶體管容易微縮，IO則不容易）。 分離了IO核心後，現在的CCD裡有86%的部分是拿來做計算的，只有14%是拿來互聯，這樣會極大的減少AMD堆核心時的晶體管浪費。
兩代膠水的改進
多芯片封裝方式對於Zen2這樣的Chiplets方案非常重要。目前AMD可用的封裝方式有如下2種：（1）如下圖的第一個方案（CoWoS），打造一個比較大的硅片來互聯，然後把CCD核心和IO核心都放置於硅片上。CoWoS方案理論上是互聯效率是十分優秀的但其成本是不容忽視的。如果用CoWoS， 互聯硅片的面積必須大到能放下所有CCD和IO核心，固然這個硅片可以用落後工藝去製造，但是在AMD有9個芯片需要互聯的前提下成本不會低。而且更重要的是這個硅片也需要光刻，現在似乎沒有工藝可以製造那麼大的硅片去覆蓋8+1個核心，最多覆蓋4+1個核心。（2）如下圖的第二個方案，也是AMD採用的方案，直接在基板上走線互聯（MCM），效率最差功耗最高，但是成本也是最低。 那麼顯然只有MCM契合AMD用最低成本堆最高核心的思路，所以AMD就選擇了這種方案。
互聯方案的對比
EMIB(第三個）
其實AMD提出的Chiplets方案都不太好，Intel的EMIB 2.5D封裝會是更好的封裝方式，不需要用一個完整的硅片，在成本上和靈活性上都比CoWoS要高很多可惜AMD不可能用到就是了。
看看就好
IO核心佈局
在Zen2中IO核心不但提供IO，也是互聯各個CCD核心的“路由器”。 在AMD給出的服務器IO核心互聯圖中，我們可以看到這個服務器IO核心一共可以集成8個CCD核心（即最大8*8=64核心）。在IO核心中每4個CCD會構成一個組，這意味著前32C個核心和後32C核心在互聯時會存在跨域的問題，會比訪問同域內的核心慢一些。而在同一個CCD域中，每個CCD之間也並不是直接連接的，都會先繞道到IOD部分，再回到CCD核心。具體IOD怎麼路由不太清楚，但從現有的測試結果來看，域內32核心的互聯延遲都是差不多的。而在消費級IO核心中，就只有兩組CCD，兩組CCD也是不直接連接，也是先到繞到IOD部分。 另外相比於Zen一代Zen2在Bump（可以理解為連接用的針腳）中增加了一層銅，也使得Bump Pitch降低到了130um，互聯密度可以做到更大。
那麼AMD的這種新膠水方案，到底節省了多少成本呢？根據AMD的估算，在服務器領域這種膠水大法的成本降低了一半，並且能夠實現64核心（單一大芯片甚至還做不到）。
EPYC服務器成本降低
在消費級領域，Zen2這種膠水大法依舊能降低成本，在8C上幅度上如果換成單芯片，成本大約提升40%，而在16C上則提升超過100%。另外非常有趣的是，X570芯片組其實就是消費級的IO Die核心，AMD省成本體現的淋漓盡致。。
消費級成本降低
總的來說，AMD這回在低成本堆核上做了太多努力而且成效也很明顯。唯一的不足在於這種膠水是建立在放棄消費級領域的使用體驗上，內存延遲大幅增加。然而如果AMD依舊保持第一代Zen的互聯方式，AMD CPU的售價會因為7nm的成本上升不少（看最後兩張圖就知道)，兩害取其輕。對於AMD未來的產品在Chiplets互聯上再難有可大幅降低成本的空間了，因而以後AMD的產品價格可能不再會那麼良心了，預感Zen3 Zen4都會伴隨著成本上升了。
這裡再說一個題外話，AMD現在的消費級IO核心其實可以互聯4個CCX（一個CCD兩個CCX），服務器級IO核心是16個CCX。Zen3傳說中會變成一個CCX包含8個核心，那麼我們可以期待AMD消費級堆到32核心，服務器堆到128核心？
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