PCIe 4.0 در تراشه‌های آینده‌ی AMD و سهم Asmedia در طراحی آن

در یک‌ ماه گذشته، شایعه‌های گیج‌کننده‌ای درباره‌ی جداشدن AMD از شریک دیرینه‌اش، یعنی Asmedia و از سرگیری طراحی و ساخت چیپست‌های AMD باردیگر به‌دست خودش منتشر شد. برخی وب‌سایت‌ها از جدایی این دو شرکت در تمام زمینه‌های همکاری از یکدیگر خبر دادند و برخی دیگر تصریح کردند AMD چیپست نسل بعدی X570 را خودش طراحی خواهد کرد؛ اما برای تولید بردهای رده‌پایین‌تر همچنان بر Asmedia متکی خواهد ماند.

اکنون، اطلاعات تأیید‌شده‌ای در دست است که بیان می‌کند AMD دستِ‌کم برخی از چیپست‌های سری ۵۰۰ خود را با بهره‌گیری از توان و تجربه‌ی Asmedia تولید خواهد کرد.

بنابر گزارش خبرگزاری DigiTimes، شرکت تایوانی Asmedia در اواسط سال ۲۰۱۹ و درست بعد از آنکه شریک آمریکایی‌اش برای تولید چیپست‌های مادربرد X570 با پشتیبانی از گذرگاه ارتباطی PCIe 4.0 اقدام کند، وارد مرحله‌ی اجرای سفارش‌های طراحی و تولید تراشه‌های PCIe شریک آمریکایی‌اش خواهد شد.

ازآنجاکه در پردازنده‌های مدرن تعداد درخورتوجهی از بسترهای I/O روی Die و در خود پردازنده جمع می‌شود، پرس‌وجو درباره‌ی پشتیبانی مادربردی از درگاه ارتباطی PCIe خاص چندان محلی از اعراب نخواهد داشت. در‌حال‌حاضر، پردازنده‌های ۷ نانومتری نسل بعدی رایزن با نام رمزی Mattise روی I/O Die و در خود تراشه، از استاندارد ارتباطی PCIe 4.0 پشتیبانی می‌کند. این احتمال وجود دارد که برای برخی از مادربردهای سری ۳۰۰ و ۴۰۰ ای‌ام‌دی امکان پشتیبانی از استاندارد PCIe 4.0 فراهم شود. در این مادربردها، دستِ‌کم نزدیک‌ترین اسلات به پردازنده می‌تواند از PCIe 4.0 پشتیبانی کند. حتی اگر AMD امکان پشتیبانی از PCIe 4.0 را به مادربردهای سری ۵۰۰ خود منحصر کند، پردازنده‌ی Mattise روی Die خود از این قابلیت (پشتیبانی از PCIe 4.0) برخوردار است.

در دیاگرام چیپست X370 که در شکل زیر نشان داده شده است، مشاهده می‌شود کدام انواع استانداردهای ارتباطی در هریک از بلوک‌های سخت‌افزاری پشتیبانی می‌شود. در پردازنده‌ی نسل سوم رایزن، پیوندهای سبز پررنگ در این شکل بر استاندارد ارتباطی PCIe 4.0 منطبق خواهد بود؛ بی‌آنکه به پشتیبانی مادربرد از این گذرگاه داده نیازی باشد. سؤالی که مطرح می‌شود این است: AMD به پل‌ جنوبی (Southbridge) پشتیبانی از PCIe 4.0 را اضافه خواهد کرد یا نه؟ تقویت پهنای باند از PCIe 3.0 x4 به PCIe 4.0 x4 حداکثر پهنای باند نظری را ارتقا خواهد داد.

درحال‌حاضر، همچنان مشخص نیست Asmedia چیپست X570 را به‌صورت استاندارد طراحی کرده یا AMD خودش در تولید و توسعه‌ی آن دست دارد. انتظار می‌رود این چیپست دربرگیرنده‌ی حداقل بخشی از فناوری‌های Asmedia از هر نوع ممکن باشد. البته، بسیار بعید است که AMD برای مثال بخواهد کنترلر USB 3.1 را خودش طراحی و تولید کند.

شایعاتی هم درباره‌ی توان طراحی حرارتی نسبتا بالای چیپست X570 (به‌میزان ۱۵ وات) درمقایسه‌با چیپست‌های دسکتاپ متداول (با توان طراحی حرارتی ۶ تا ۸ وات) وجود دارد. اگر این شایعات درست باشد، لااقل بخشی از این TDP بیشتر به‌دلیل استفاده از گذرگاه ارتباطی PCIe 4.0 اتفاق خواهد افتاد.

پرسش مهم‌تر این است: استفاده از استاندارد ارتباطی جدید PCIe 4.0 مزیت‌های عملی واضحی خواهد داشت یا نه؟ سرعت‌ حافظه‌های NVMe SSD آرام‌آرام به مرزهای نرخ انتقال داده در درگاه PCIe 3.0 نزدیک می‌شود؛ درنتیجه، پاسخ این پرسش مثبت است. برخی از تجهیزات ذخیره‌سازی رده‌بالا و نیز برخی از برنامه‌های نرم‌افزاری از این پهنای باند اضافی فراهم‌شده حداکثر استفاده را خواهند کرد. باوجوداین برای عموم کاربران، این تأثیرات چندان ملموس نخواهد بود. بیشتر کاربران هیچ‌گاه حجم بارِ I/O متجاوز از پهنای باند PCIe به سیستم خود تحمیل نمی‌کنند و به ارتقای پهنای باند این درگاه نیازی پیدا نخواهند کرد.

در سمت دیگر ماجرا، پردازنده‌ی گرافیکی یا GPU از ارتقای نرخ انتقال داده‌ی این درگاه سود خواهد برد؛ اما درمجموع، تفاوت عمده‌ای در کارایی کلی سیستم ایجاد نخواهد شد. آزمایش روی پردازنده‌های گرافیکی دسکتاپ نشان می‌دهد با پیکربندی GPU منفرد، کارایی چندان متأثر از پهنای باند PCIe نیست؛ مگر آنکه از پیکربندی GPU چندگانه استفاده شود. در این حالت نیز، نصب دو GPU روی کانال ‌ CPU و Northbridge در پیکربندی متوازن X8/X8 کارایی بیشتری خواهد داشت تا نصب دو GPU در کانال CPU و Southbridge با پیکربندی نامتوازن X16/X4.

یکی از بخش‌هایی که PCIe 4.0 ممکن است به‌کار آید، در پیکربندی‌‌های GPU خارجی (eGPU) است. آزمایش‌ها حاکی از آن است که پردازنده‌‌ی گرافیکی رده‌بالا حجم چشمگیری از کارایی‌اش را در حالت نصب خارجی ازدست می‌دهد. این مشکل در کارت‌های انویدیا درمقایسه‌با کارت‌های AMD بیشتر خودنمایی می‌کند.

به‌هرحال، PCIe 4.0 بیشتر کارایی‌اش را در حالتی نشان ‌می‌دهد که تعداد نسبتا کمتری از مسیرهای ارتباطی PCIe ارائه شده باشد. تقویت اسلات PCIe 3.0 X4 به اسلات PCIe 4.0 تأثیر بیشتری بر کارایی کل سیستم درمقایسه‌با زمانی خواهد داشت که پیکربندی GPU واحد را به همان شیوه ارتقا دهیم.