CPU上堆內存，AMD會把電腦當成手機玩嗎？

對于自己組裝過電腦的用戶來說，對于電腦的零件如數家珍。CPU是CPU，主板是主板，內存是內存，顯卡是顯卡。每個元件都是一塊電路板或者芯片。

但是，日前在ISSCC 2023國際固態電路大會上，AMD提出了新玩法。

在CPU處理器內部，直接堆疊DRAM內存，而且是多層堆疊。堆疊的方式多種多樣，有一種是是CPU計算模塊、DRAM內存模塊，并排封裝在硅中介層上，通過中介層通信。

還有一種方式就是在計算模塊上方直接堆疊內存模塊，通過上下線路直連通信，有點像手機SoC。

AMD表示，這種設計可以讓計算核心以更短的距離、更高的帶寬、更低的延遲訪問內存，而且能大大降低功耗，通過硅中介層的2.5D封裝可以做到獨立內存功耗的30％左右，而垂直互聯網的3D混合封裝更是僅有傳統的1/6。

只要堆疊內存容量足夠大，主板上也就不需要DIMM插槽了。這聽上去很像我們的手機。

未來的PC會變成手機的樣子嗎？我們來分析一下。

一、集成化從游戲機開始

我們熟悉的電腦結構，其實歷史很久遠。

最早的PC/AT是IBM在上個世紀80年代，為了和蘋果電腦競爭拿出來的標準，之后有了ATX標準，我們熟悉的電腦主板上插CPU，插板卡都是最早AT標準的產物。之后很長時間，電腦都是這個結構。

大約在2000年前后，隨著技術的發展有了3D顯卡的普及。與2D顯示芯片不同，3D顯卡的圖形能力強大，有比較大的功耗，也需要比較大的顯存。顯卡與CPU之間的通訊量也大大增加。甚至發展出高速的AGP接口來解決通信帶寬問題。

在這種情況下，游戲機給了電腦新的思路。因為游戲機沒有那么大的空間插板卡，所有游戲機往往把CPU和GPU集成到一起，共用內存。

到了Xbox360的后期產品，這種融合基本已經完成了，PS4之后，都是單芯片集成CPU、GPU和內存控制器，總線控制器等一系列東西。

PC的進化要慢一點，一開始是在北橋芯片中集成顯卡，后來一步步把北橋和GPU都集成到CPU之中。

二、智能手機的轉移

大約在2007年后，iPhone帶來了新一輪智能手機的革命和普及，由于手機的續航受到電池限制，節能降低功耗是手機芯片的首要任務。

所以，手機SOC的集成度一開始就很高，很早手機芯片就把內存堆疊到處理器上面，減少電路板面積?？s短通信距離，降低功耗。

這種做法也被蘋果拿到電腦上面，隨著蘋果推出M1芯片，直接把手機芯片當作電腦芯片用，內存顯存合一的統一內存架構。

即使這種集成，相比傳統的架構也展示出巨大的功耗優勢。因為集成化減少了通信所需的功耗。

而此時，芯片的封裝技術也有了發展，2.5D封裝，3D封裝，小芯片chiplet都進入實用階段。

這個時候，集成化趨勢變得明顯，AMD用chiplet技術，把控制芯片和CPU核心分開，然后封裝在一起，降低制造成本，因為小芯片良率更高，雖然通信有性能損失但是更便宜。

nVIDIA和AMD在計算卡都把高速儲存與計算核心集成，以求得更低的延遲和更快速度，更小的功耗。而集成的內存容量已經動輒128G，遠超普通PC的內存容量。

就是說，在技術上，PC手機化已經不是問題。

三、未來的PC會變成什么樣子？

從需求看，PC的硬件早就性能過剩，對于擴展性的要求越來越低。

這意味著未來的PC配置是可以固定化的，入門機型用比較少的CPU核心，少量的GPU核心，集成夠用的內存，做成一塊芯片。

中端機型，用兩塊集成芯片，封裝在一起，達到兩倍的效果，高端機型用四塊芯片封裝在一起，達到四倍的效果。

芯片直接用高速互聯技術降低延遲和性能損失，從而達到降低成本的效果。

因為沒有了CPU、GPU、內存之間的通信浪費，單塊芯片的功耗會很低，PC功耗達到手機水平完全正常。而高端PC也不過比四臺手機高一點（四塊芯片之間有通信延遲和功耗損耗）

這樣，高性能PC的外形會大大縮小，筆記本電腦的續航會大幅度提升。出現智能手機大小的PC完全可能。

AMD同時有頂級的CPU和GPU技術，在MI300計算卡上已經做過嘗試，會最容易制造出這種產品。

英特爾的GPU還不成熟，會比AMD晚點，而nVIDIA只有ARM核心可用，未來會面對挑戰。它可能放棄這塊市場，而專注于更高利潤的AI。

PC時代的新洗牌已經悄悄開始