Nếu bạn sở hữu một CPU AMD Ryzen và đã từng tìm kiếm thông tin về ép xung RAM, tốc độ hay sự ổn định trong khoảng 7 năm trở lại đây, rất có thể bạn đã bắt gặp cụm từ “Infinity Fabric”. Thường được nhắc đến khi giải thích mối quan hệ độc đáo giữa CPU AMD và bộ nhớ tốc độ cao, Infinity Fabric là một bus kết nối nội bộ, tạo thành cốt lõi của kiến trúc CPU có khả năng mở rộng của AMD. Nó không chỉ liên kết các thành phần khác nhau trong các chiplet của CPU AMD mà còn hoạt động như một giao tiếp giữa các chiplet, giữa các CPU và CPU-GPU, trở thành một giải pháp linh hoạt và có thể mở rộng cho việc truyền dữ liệu tốc độ cao. Thiết kế mô-đun đa chip (MCM) của AMD phụ thuộc rất nhiều vào Infinity Fabric để hiện thực hóa tính kinh tế trong kỹ thuật các khuôn CPU.
CPU AMD Ryzen 9 9950X được lắp đặt trên bo mạch chủ, minh họa kiến trúc chiplet sử dụng Infinity Fabric.
AMD Infinity Fabric thực sự là gì?
Từ HyperTransport đến Infinity Fabric: Một bước tiến vượt bậc
Trước khi kiến trúc Zen của AMD ra mắt vào năm 2017, công ty đã sử dụng HyperTransport, một công nghệ kết nối các 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 của mình.
Như vậy, Infinity Fabric trở thành công nghệ kết nối mới của AMD để hỗ trợ sự chuyển đổi từ các khuôn CPU nguyên khối sang thiết kế dựa trên chiplet. Hiện nay, nó là trái tim của các CPU AMD Ryzen, kết nối nhiều lõi CPU, chiplet, bộ nhớ đệm (cache) và bộ điều khiển bộ nhớ (memory controllers), cùng các GPU tích hợp trong một cấu trúc có khả năng mở rộng. AMD cũng sử dụng Infinity Fabric cho giao tiếp CPU giữa các socket và giữa các GPU trung tâm dữ liệu trong môi trường máy chủ. Công ty đã thành công trong việc sửa đổi 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, thúc đẩy đổi mới và cung cấp sức mạnh cho kiến trúc CPU phi tập trung của họ.
Kiến trúc CPU AMD Ryzen 9000 series, nơi công nghệ Infinity Fabric đóng vai trò kết nối các thành phần bên trong.
Logo AMD Ryzen và khái niệm về socket AM5 với hỗ trợ PCIe 5.0, minh họa sự phát triển của kiến trúc Zen.
Tại sao AMD cần phát triển Infinity Fabric?
Nhu cầu thiết yếu cho tương lai công nghệ
Tôi đã đề cập sơ qua điều này ở phần trước, nhưng nó xứng đáng có một phần riêng biệt ở đây, do AMD đã nhận được những lợi ích to lớn từ việc chuyển sang Infinity Fabric. Trước hết, thiết kế chiplet mô-đun của AMD sẽ không hoạt động như dự định nếu thiếu một giao tiếp dữ liệu tốc độ cao. Nhờ có Infinity Fabric, AMD có thể từ bỏ các khuôn nguyên khối vốn rất tốn kém để phát triển, đồng thời tách rời các thành phần khác nhau của một khuôn 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 sản xuất các khuôn nhỏ hơn cùng với lợi ích về khả năng mở rộng, Infinity Fabric cũng cho phép AMD hợp nhất các công nghệ kết nối của mình trên nhiều dòng sản phẩm và thị trường. Điều này đã hợp lý hóa quá trình đổi mới và phát triển, giúp công ty tận dụng thành công từ thị trường trung tâm dữ liệu sang 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, 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 của mình và sau đó triển khai nó trên các CPU tiêu dùng.
Hình ảnh render CPU Ryzen 7000 với công nghệ 3D V-Cache và hai CCD, thể hiện cách Infinity Fabric kết nối các chiplet.
Mặt trước của CPU AMD Ryzen 5 8600G, một ví dụ về bộ xử lý consumer sử dụng kiến trúc Infinity Fabric.
Infinity Fabric hoạt động như thế nào trên CPU Ryzen của bạn?
Vai trò quan trọng đối với người dùng phổ thông
Như đã đề cập, Infinity Fabric đóng vai trò là “xa lộ dữ liệu” kết nối các thành phần riêng lẻ của bộ xử lý Ryzen. Trên một Core Complex (CCX) – 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 lại 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 và 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 chạy đồng bộ với tần số bộ nhớ để đạt được độ trễ tối thiểu.
Một điểm thú vị là Infinity Fabric có tần số riêng của nó, được gọi là FCLK, chạy theo cấu hình 1:1 với xung nhịp bộ nhớ (MCLK). Vì vậy, nếu bộ kit RAM của bạn có tốc độ định mức 6.000MT/s, MCLK của nó sẽ là 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 kích hoạt tỷ lệ FCLK:MCLK 2:1 để chạy bộ nhớ nhanh hơn, nhưng điều này sẽ gây ra độ trễ bổ sung đáng kể.
Kit RAM DDR5-6000 chuyên dụng cho ép xung, liên quan đến tần số MCLK và FCLK của AMD Infinity Fabric.
Kết luận
AMD Infinity Fabric là xương sống không thể thiếu trong kiến trúc CPU Ryzen hiện đại, đóng vai trò then chốt trong việc kết nối các thành phần quan trọng và thúc đẩy hiệu suất tổng thể. Từ việc cho phép thiết kế chiplet hiệu quả về chi phí và khả năng mở rộng, đến việc thống nhất các công nghệ kết nối trên nhiều thị trường, Infinity Fabric đã định hình lại cách AMD xây dựng các bộ xử lý của mình. Đối với người dùng, sự hiểu biết về cách Infinity Fabric hoạt động, đặc biệt là mối quan hệ đồng bộ với tần số RAM (FCLK:MCLK), là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống, đặc biệt khi ép xung RAM. Chọn bộ nhớ tốc độ cao và cấu hình FCLK hợp lý sẽ giúp bạn khai thác tối đa sức mạnh của CPU AMD Ryzen. Bạn nghĩ sao về công nghệ Infinity Fabric của AMD và những ảnh hưởng của nó đến trải nghiệm sử dụng CPU Ryzen của bạn? Hãy chia sẻ ý kiến trong phần bình luận bên dưới nhé!