Nếu bạn sở hữu một CPU AMD Ryzen và đã từng tìm kiếm thông tin về ép xung RAM, tốc độ, cũng như độ ổn định trong vài năm gần đây, rất có thể bạn đã bắt gặp thuật ngữ “Infinity Fabric”. Thường được nhắc đến để giải thích mối quan hệ khá đặc biệt giữa CPU AMD và bộ nhớ tốc độ cao, Infinity Fabric là một bus kết nối nội bộ, tạo nên cốt lõi của kiến trúc CPU có khả năng mở rộng của AMD.
Không chỉ liên kết các thành phần khác nhau của các chiplet CPU AMD với nhau, Infinity Fabric còn đóng vai trò là một kết nối giữa các chiplet, giữa các CPU, và giữa CPU-GPU. Điều này biến nó thành một giải pháp linh hoạt và có khả năng mở rộng cao cho việc truyền dữ liệu tốc độ lớn. Thiết kế module đa chip (MCM) của AMD phụ thuộc rất nhiều vào Infinity Fabric để hiện thực hóa tính kinh tế trong việc thiết kế các khuôn CPU.
Infinity Fabric của AMD chính xác là gì?
Từ HyperTransport đến Infinity Fabric: Hành trình đột phá
Trước khi kiến trúc Zen của AMD ra mắt vào năm 2017, công ty đã sử dụng HyperTransport, một công nghệ kết nối liên kết nhiều CPU và thiết bị I/O trong các hệ thống đa bộ xử lý. AMD đã phát triển HyperTransport thành Infinity Fabric để cho phép kết nối đa die hiệu quả và khả năng mở rộng khi tạo ra kiến trúc “Zen” cho các CPU EPYC và Ryzen.
Như vậy, Infinity Fabric trở thành công nghệ kết nối mới của AMD, thúc đẩy sự chuyển đổi từ các die CPU nguyên khối (monolithic) sang thiết kế dựa trên chiplet. Hiện tại, nó là trái tim của các CPU AMD Ryzen, kết nối nhiều lõi CPU, chiplet, bộ nhớ đệm (cache), bộ điều khiển bộ nhớ và GPU tích hợp trong một cấu trúc có khả năng mở rộng.
AMD cũng sử dụng Infinity Fabric cho các kết nối CPU giữa các socket (socket-to-socket) và giữa các GPU trung tâm dữ liệu trong môi trường máy chủ. Công ty đã điều chỉnh thành công công nghệ HyperTransport trước đây để tạo ra một giao thức kết nối dữ liệu đồng nhất trên các sản phẩm thương mại và tiêu dùng của mình. Điều này giúp thúc đẩy sự đổi mới và củng cố kiến trúc CPU phi tập trung của họ.
Bộ xử lý AMD Ryzen 9000 mới nhất với kiến trúc Zen
Vì sao AMD cần phát triển Infinity Fabric?
Nhu cầu tất yếu của kiến trúc chiplet
Tôi đã đề cập ngắn gọn về điều này ở phần trước, nhưng nó xứng đáng có một phần riêng biệt tại đây, bởi vì AMD đã nhận được vô vàn lợi ích từ việc chuyển sang Infinity Fabric. Đối với những người mới bắt đầu, thiết kế chiplet theo module của AMD sẽ không thể hoạt động như dự định nếu không có một kết nối dữ liệu tốc độ cao. Nhờ Infinity Fabric, AMD có thể từ bỏ các die nguyên khối tốn kém trong việc phát triển, đồng thời tách rời các thành phần khác nhau của một die CPU khỏi nhau, cho phép cải tiến tốt hơn và nhất quán qua từng thế hệ.
Bên cạnh việc cải thiện năng suất sản xuất bằng cách tạo ra các die nhỏ hơn và mang lại lợi ích về khả năng mở rộng, Infinity Fabric còn cho phép AMD thống nhất các công nghệ kết nối trên nhiều dòng sản phẩm và thị trường khác nhau. Điều này đã tối ưu hóa quá trình đổi mới và phát triển, giúp công ty tận dụng các thành công từ thị trường trung tâm dữ liệu vào thị trường tiêu dùng.
Tiếp theo, Infinity Fabric cung cấp băng thông cao hơn đáng kể và độ trễ thấp hơn so với công nghệ kết nối trước đây của AMD. Điều này cho phép CPU điều chỉnh tốc độ xung nhịp cũng như hiệu suất bộ nhớ một cách hiệu quả để đạt được kết quả tốt nhất. AMD lần đầu tiên thiết kế Infinity Fabric để sử dụng trong dòng CPU máy chủ EPYC và sau đó triển khai nó trên các CPU dành cho người tiêu dùng.
Render CPU AMD Ryzen 7000 với 3D V-Cache và hai CCD minh họa thiết kế chiplet
Infinity Fabric hoạt động như thế nào trên CPU Ryzen của bạn?
Ảnh hưởng đến người dùng phổ thông
Như đã đề cập, Infinity Fabric đóng vai trò như một “đường cao tốc dữ liệu” kết nối các thành phần riêng lẻ của một bộ xử lý Ryzen. Trên một Core Complex (CCX) đơn lẻ — về cơ bản là một cụm gồm tối đa 4 lõi, cùng với bộ nhớ đệm L1 và L2 — Infinity Fabric đảm bảo giao tiếp nhanh chóng giữa các lõi và bộ nhớ đệm. Ở cấp độ Core Complex Die (CCD), một CCD có thể chứa một hoặc hai CCX. Infinity Fabric kết nối các CCX, bộ điều khiển bộ nhớ và bộ nhớ đệm L3 dùng chung với nhau.
Trên các CPU Ryzen có nhiều CCD (hiện tại chỉ có trên các bộ xử lý Ryzen 9), Infinity Fabric kết nối các lõi trên các CCD khác nhau với nhau và kết nối các CCD với I/O die. Nó cũng đảm bảo truyền dữ liệu hiệu quả giữa các die và các thành phần bên ngoài như bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi. Cuối cùng, Infinity Fabric hoạt động đồng bộ với tần số bộ nhớ để đạt được độ trễ tối thiểu.
Một sự thật thú vị là Infinity Fabric có tần số riêng được gọi là FCLK, chạy ở cấu hình 1:1 với xung nhịp bộ nhớ hoặc MCLK. Vì vậy, nếu bộ RAM của bạn có tốc độ 6.000MT/s, MCLK của nó sẽ bằng một nửa của 6.000, tức là 3.000MT/s, và đây cũng là tốc độ mà Infinity Fabric sẽ hoạt động để duy trì cấu hình 1:1 và hiệu suất tối ưu. Mặc dù bạn có thể tự thiết lập tỷ lệ FCLK:MCLK 2:1 để chạy bộ nhớ nhanh hơn, điều này sẽ làm tăng thêm độ trễ.
Kết luận
Infinity Fabric là một công nghệ then chốt của AMD, đóng vai trò xương sống trong kiến trúc CPU Ryzen dựa trên chiplet hiện đại. Nó không chỉ cho phép AMD thiết kế các bộ xử lý hiệu quả hơn, với chi phí sản xuất tối ưu và khả năng mở rộng vượt trội, mà còn đảm bảo sự giao tiếp nhanh chóng và liền mạch giữa các thành phần bên trong CPU và giữa CPU với RAM. Mối liên hệ đồng bộ 1:1 giữa FCLK của Infinity Fabric và MCLK của RAM là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất bộ nhớ trên hệ thống Ryzen. Hiểu rõ về Infinity Fabric sẽ giúp người dùng tối ưu hóa hệ thống AMD Ryzen của mình, đặc biệt trong các tác vụ liên quan đến ép xung RAM để đạt được hiệu suất tốt nhất với độ trễ thấp nhất.
