Discussão sobre o Infinity Cache e cache L3 unificado da PS5 permitiu perceber outras coisas.

A discussão sobre o infinity cache a cache L3 unificada está longe de ser conclusiva. Mas a sua discussão permitiu perceber outras coisas!

Antes do mais, dado que se falou aqui em Infinity Cache e cache L3 unificada, convêm desde já ser peremptório sobre este assunto. A PS5 não possui nem infinity cache, e nem uma cache L3 unificada. Ou pelo menos, não as possui, na definição normal destas.

A cache L3 unificada implica que haja uma cache única, com o dobro do tamanho, partilhada entre os dois CCX. E nesse aspecto, o raio X da consola é bastante claro. Os CCX possuem cada um deles uma cache L3 distinta, de 4 MB. Ou seja, a cache unificada, na sua ascensão real do termo, não existe na consola.

Da mesma forma, o Infinity cache é uma cache que envolve todo o chip e coloca em partilha as caches do CPU com as do GPU. E essa cache, tambem não existe na PS5, pelo que Infinity cache, a PS5 garantidamente não possui.

Então se a coisa é assim, porque se discute se estas duas situações existem na PS5?

A questão foi levantada pelo conhecido Michael T, que dá pelo nome de N_X_G, mais conhecido por NX Gamer.

Este senhor é alguém que goza de uma incrível reputação e credibilidade, e que abordou recentemente o tema.

Segundo ele, os últimos raios X mostram uma disposição do Infinity Fabric na PS5 que permite que a Sony possa ter ligado estas caches usando uma alternativa à cache unificada e ao Infinity cache.

Ora o certo é que o Infinity Fabric permite isto… e como tal o que Michael T refere não seria nada de anormal. A questão é que o Infinity Fabric não se usa para esta ligação uma vez que acrescenta uma latência muito alta. Alta a um ponto em que o seu uso não se torna desejável.

Mas a realidade é que a PS5 é um chip optimizado a nível de custos que poderia ter poupado com cortes no Infinity Fabric. No entanto ele, ela possui o seu Infinity Fabric a ligar todos os componentes, e numa disposição equivalente à encontrada na Infinity Cache do Oberon da AMD. E daí que tenha surgido a especulação sobre o porquê desta situação.

E que outros dados existem que alimentam esta especulação?

Bem, olhando para o passado, vemos que o CPU e o GPU sempre comunicaram. Mas faziam-no usando canais lentos e com latência!

Com a PS4 a Sony apresentou uma novidade. Os Canais Onion e Garlic, que permitem acessos distintos, com larguras de banda diferentes, ao CPU e ao GPU. O Garlic liga o GPU às caches do CPU, ao passo que o Onion passa por cima delas se tal for vantajoso. Esta foi uma das situações que permitiu que a memoria da PS4 fosse unificada e tão eficiente.

Ora a situação visualizada na PS5 leva a que se possa pensar que o infinity Fabric está lá por qualquer motivo, e um dos motivos especulados é que a Sony possa ter alterado o mesmo, de forma a que este funcione, tal como o Onion e o Garlic, permitindo assim às diversas caches comunicar entre si de forma eficiente.

É isto que Michael T afirma:

To be clear, this is L3 cache shared across the chip so not ‘Infinity Cache’ but shared, local CPU cache ala Zen3.

— Michael T (@N_X_G) August 24, 2021

Apesar de tudo ele é bem claro… A situação referida não é Infinity Cache, mas sim caches que ao estarem ligadas, acabam por ser partilhadas, ao estilo Zen 3. Nem é uma cache L3 única como no Zen 3, e nem há cache fisica, como no Infinity cache, sendo que o afirmado é que há alterações que permitem fazer algo equivalente, e sem eles.

E isso fica ainda mais claro, com este outro tweet.

My assumption is an extension of what they did with PS4 Onion/Garlic but allowing shared access and possible cross eviction. Interesting concept to reduce cost and maximise performance.

— Michael T (@N_X_G) August 24, 2021

Ora aquilo que Michael T afirma é extremamente difícil de ser provado. Mas é igualmente quase impossível de ser negado. Uma análise a um Raio X permite perceber a densidade das coisas, e especular sobre o seu conteúdo, mas não permite perceber o que o que ali está é capaz de processar. Ou seja, o máximo que pode ser referido é que as caches L3 são distintas, e que o Infinity Cache, não existe.

A questão é… que não é isso que está em causa… e isso nunca foi negado! O que está em causa é se há aqui algo de novo e proprietário da Sony que permite obter alguns benefícios dessas características, sem o uso das mesmas.

O conhecido Locuza, que tinha já analisado o APU da PS5 em Janeiro, perante isto foi analisa-lo de novo. E no campo de que as caches são distintas e o Infinity Cache não está presente, nada se alterou. Mas como referido, Michael T nunca afirmou que eles existiam. O que ele afirma é existir uma alteração ao Infinity Fabric, estilo Garlic e Onion, que permitem algo equivalente… sem eles!

Por outras palavras, a nova análise de Locuza, nem confirma, e nem desmente Michael T, e estamos convictos que a existir algo, tal só poderá ser confirmado pela Sony, e nunca desta forma.

No entanto, esta re-analise de Locuza trouxe dados novos para a mesa.

Eis o que ele tinha afirmado em Fevereiro quando da primeira análise:

My interpretation of the floor plan PS5 floor plan:
1. Bomba surprise that Sony likely cut down the 256-Bit FP pipes to just 128-Bit.
2. No Infinity Cache/L3$, also not on the Xbox Series.
3. Might have the old Render Backend design, need higher res to say for sure.
4. … https://t.co/gwrXI903U8 pic.twitter.com/Vvmm1hGSM8

— Locuza (@Locuza_) February 14, 2021

.

1. Bomba surprise that Sony likely cut down the 256-Bit FP pipes to just 128-Bit.
2. No Infinity Cache/L3$, also not on the Xbox Series.
3. Might have the old Render Backend design, need higher res to say for sure.
4. The WGPs are arranged as on RDNA1 GPUs with two sub-arrays. Same goes for the Xbox Series. Navi21/22/23, Van Gogh and Rembrandt only have one sub-array for all WGPs.
5. Higher res needed for a closer FPU look, GPU frontend analysis and details like the Tempest Audio engine.

Relativamente ao ponto 3 e 4, estas novas imagens com mas resolução superior comprovaram o que era dito, e já noticiamos isso mesmo recentemente. Tanto PS5 como Xbox séries não são RDNA 2 puro a 100%.
O ponto 2 mantêm-se. Não há nem cache L3 unificada, e nem Infinity Cache. Mas quanto a um bus alterado, como referido por Michael T, nada é referido. Aliás como já dissemos, não cremos que isso seja possível ser percebido por um Raio X.

Mas a grande novidade veio no Ponto 1 e 5. É que com a maior resolução que ele referia no Ponto 5 ser necessária para perceber o que foi feito à unidade de virgula flutuante, referida no ponto 1 como tendo sido cortada de 256 bits para 128 bits, percebe-se agora que na realidade… Nada foi cortado!

Sim… a PS5 tem uma unidade de virgula flutuante completa, o que é confirmado pelos testes efetuados ao CPU 4700S, um re-aproveitamento dos APU da PS5, onde o GPU está desativado. Basicamente, as análises anteriores e a indicação no corte do CPU da PS5, eram falsas. Acredita-se agora que o que se passa é que a PS5 tem uma unidade de virgula flutuante completamente redesenhada, e muito mais compacta, sendo por isso totalmente diferente de tudo o que foi visto até agora nos processadores da AMD.
A única questão é se o número de registos de que a unidade é capaz, foi reduzido, mas a realidade é que neste momento o próprio Locuza não consegue dizer isso, perante a aceitação de que a unidade foi condensada.

It was premature from me to claim that Sony likely cut the FP pipes from 256b to 128b based on totally dark rectangles.
I should have worded it with much more uncertainty, because some people, and reportings, take it sometimes as a fact.
The custom FPU on the PS5…

2/x

— Locuza (@Locuza_) August 28, 2021

supports the same instructions as a vanilla Zen2 core (The 4700S is using the PS5 SoC):https://t.co/U7muQb5xzk

Some parts of the execution logic and the FP-Scheduler appear to be the same.
And even the FP register file might be…https://t.co/7w6nJMm9w4

3/x pic.twitter.com/HafOsnQYZd

— Locuza (@Locuza_) August 28, 2021

mostly (or even fully?) intact, if AMD was able to compress the design on a smaller area as @lamchester suggested:https://t.co/knWwFciAHi

In relation to the questions, which especially console warriors burn to know about, is this affecting the game performance?

4/x

— Locuza (@Locuza_) August 28, 2021

Note-se que esta situação já tinha sido sido anteriormente teorizada como sendo uma possibilidade, mas acabou por ser ignorada e apenas agora aceite.

O sucedido só serve para comprovar que nem sequer os raiox X são uma situação fiável para todas as conclusões. O que ele permite é, baseado na densidade e forma, tentar-se associar as coisas ao que é conhecido. Mas caso algo seja diferente por qualquer motivo, as teorias aparecem.

Neste caso, como área era menor, a teoria imediata foi de corte nas capacidades. Algo que se sabe agora não ser verdade.

E sendo assim, nunca será pelo raio X que o exposto por Michael T será negado, sendo que nada do que é referido é impossível, poderia já acontecer pelo Inifity Fabric, apesar de tal não ser interessante pelas altas latências, e poderá agora estar a ocorrer eficazmente graças a uma alteração proprietária.

Infelizmente, com o silêncio da Sony face ao seu hardware… poderemos nunca ter uma resposta conclusiva sobre este assunto.