Mehr Leistung und niedrigere Temperaturen

Ryzen 9000X3D hat den 3D V-Cache unter dem CCD

Für Anfang November hat AMD den oder die ersten Ryzen-9000-Prozessoren mit zusätzlichem Cache angekündigt. Vermutlich wird es mit dem Ryzen 7 9800X3D nur ein Modell sein, mit dem AMD startet. Aufgrund der Tatsache, dass es sich um den Achtkerner mit einem CCD handelt, umgeht AMD bei diesem Modell die Problematik der Zuteilung der Kerne in Spielen. Wie sich die später erwarteten Modelle mit zwei CCDs, aber nur einmal zusätzlichem Cache verhalten werden, bleibt abzuwarten. Womöglich verbaut AMD früher oder später den zusätzlichen Cache auf allen CCDs – im Labor testete AMD dies bereits mit Ryzen 7000.

Für die Ryzen-9000X3D-Prozessoren sprach AMD in der Vergangenheit von einer Weiterentwicklung der Technik, ohne Details zu nennen. Zumindest ein Detail hat sich über das Wochenende herauskristallisiert: Saß der 3D V-Cache bisher auf dem CCD und deckte vor allem den Bereich über dem L3-Cache ab, haben AMD und TSMC als Auftragsfertiger die Technik nun weiterentwickelt und werden für die Ryzen-9000X3D-Prozessoren den Cache-Die unter dem CCD platzieren.

Mit der ersten Analyse eines CCDs mit Zen-5-Kernen wurde klar: So wie bisher wird AMD den 3D V-Cache nicht mehr auf dem CCD platzieren können, denn der kleinere L3-Cache im CCD hat zur Folge, dass der dann vermutlich größere SRAM-Chip als 3D V-Cache bis in den Bereich der Kerne hineinragen würde. Dies hätte wiederum zur Folge, dass die Abwärme der Kerne direkter in den SRAM-Chip einwirken würde. Bereits die bisherigen Generationen der Ryzen-Prozessoren mit 3D V-Cache haben daher eine auf 89 °C abgesenkte Tjmax-Temperatur.

Außerdem zeigten die detaillierten Analysen des CCDs deutlich weniger, bzw. anders angeordnete Durchkontaktierungen (TSVs), so dass Änderungen im Aufbau des CCDs mit dem SRAM-Chip zu erwarten waren.

Die verbesserten thermischen Eigenschaften durch die Platzierung der SRAM-Chips unter dem CCD beschreibt AMD laut Videocardz unter anderem wie folgt:

• "Next-generation 3D V-Cache Technology, 96MB L3 cache, better thermal performance than the previous generation, and allows for higher clock speeds of up to 5.2GHz!"
• "Strong generational boost in games (~+8%) and even better multi-threaded Creator performance (~+15%) compared to 7800X3D"

AMD spricht hier also von einer "besseren thermische Leistung" und der höhere Takt dürfte sich vor allem durch eine deutlich gesteigerte Anwendungsleistung von etwa 15 % gegenüber dem Ryzen 7 7800X3D ausdrücken, während die Spieleleistung um etwa 8 % ansteigt. Bis zu 5 GHz an Boost-Takt erreicht der Vorgänger, während es beim Ryzen 7 9800X3D nun bis zu 5,2 GHz sein sollen.

Interessant wird zu sehen sein, wie AMD und TSMC den SRAM-Chip unter dem CCD in der Fertigung, bzw. im Packaging umgesetzt haben. Bisher wurde der CCD so weit abgeschliffen, bis die TSVs offenlagen und der SRAM-Chip aufgesetzt wurden. Ein Hybrid-Bonding, also Kupfer-Kontakt auf Kupfer-Kontakt reichte aus, um die Verbindungen herzustellen. Bei einem Abstand der Kontakt von weniger als 10 µm ist höchste Präzision gefragt.

Sitzt der SRAM-Chip nun unter dem CCD, führen die Signal- und Versorgungsleistungen in die andere Richtung. Das Package-Substrat nimmt erst den SRAM-Chip und dann den CCD auf. Da der SRAM-Chip kleiner als der CCD sein dürfte, werden gewisse Bereiche aufgefüllt werden müssen. Dafür kann auf Filler-Silizium verzichtet werden, was bisher neben dem SRAM-Chip auf dem CCD saß und eine zusätzliche Barriere für die Abwärme darstellte. Über den CCDs befinden sich – wie bei allen Prozessoren ohne 3D-V-Cache – nun nur noch der Heatspreader.

Mit der offiziellen Vorstellung der Ryzen-9000-X3D-Prozessoren in weniger als zwei Wochen erwarten wir weitere Details zur Umsetzung und dann werden wir auch genau wissen, wie sich der Ryzen 7 9800X3D schlagen wird. Auf Intel und die Core-Ultra-200S-Serie alias Arrow Lake kommen im Hinblick auf die Gaming-Leistung schwere Zeiten zu.

Update:

Bei WCCFTech wird ein vermeintliches Foto eines Ryzen 7 9800X3D gezeigt. Dieses zeigt das für Ryzen 9000 typische Package – in diesem Fall mit einem CCD und einem IOD wie dies für den Ryzen 7 9800X3D zu erwarten ist.

Allerdings ergeben sich aus dem Foto keinerlei weitere Erkenntnisse, denn AMD hat den Stapel aus CCD und SRAM-Chip bisher mit einer Abdeckung aus Silizium versehen, so dass der SRAM-Chip gar nicht direkt sichtbar ist. Dies ist nur auf Marketing-Fotos der Fall. Im Falle der Positionierung des SRAM-Chips unter dem CCD sähe dies demnach identisch aus.

Zudem listet Geizhals den Ryzen 7 9800X3D bereits, so dass wir nun auch die vermeintlich finalen technischen Daten kennen. Einen Preis nennt der Preisvergleich aber noch nicht.