【雑記】 VanGogh APU のメモリインターフェイスは (恐らく) LPDDR5 64-bit

僕はジャックの苦悩を生み続ける親切心です。

Source code

前回 VanGogh APU のブートログを元に記事を書いたが、その補足的な雑記。
AMD VanGogh APU ブートログ | Coelacanth’s Dream

結論から、DDR5 256-bit というのは誤った情報が出力されたもので、実際には LPDDR5 64-bit と考えられる。

   [   99.984978] [drm] Detected VRAM RAM=1024M, BAR=1024M
   [   99.984981] [drm] RAM width 256bits DDR5
   [   99.985223] [drm] amdgpu: 1024M of VRAM memory ready
   [   99.985233] [drm] amdgpu: 3072M of GTT memory ready.
引用元:slow boot with 7fef431be9c9 (“mm/page_alloc: place pages to tail in __free_pages_core()”)

まず、元々は Linux Kernel のブートログ (dmesg) で、Linux Kernel はオープンソースで開発、公開されているのだから、当然どこかにそのメッセージを出力するコードが記述されている。
それがどこかと言えば linux/amdgpu_object.c で、メモリ情報自体は linux/amdgpu_atomfirmware.c にてソースコードの外にあるファームウェアバイナリから読み取っている。
linux/amdgpu_atomfirmware.c のメモリ情報を取得する部分のコードが以下。APU の場合はファームウェアにある mem_channel_number に 64 を掛けてメモリバス幅としている。

   	if (amdgpu_atom_parse_data_header(mode_info->atom_context,
   					  index, &size,
   					  &frev, &crev, &data_offset)) {
   		if (adev->flags & AMD_IS_APU) {
   			igp_info = (union igp_info *)
   				(mode_info->atom_context->bios + data_offset);
   			switch (frev) {
   			case 1:
   				switch (crev) {
   				case 11:
   				case 12:
   					mem_channel_number = igp_info->v11.umachannelnumber;
   					if (!mem_channel_number)
   						mem_channel_number = 1;
   					/* channel width is 64 */
   					if (vram_width)
   						*vram_width = mem_channel_number * 64;
   					mem_type = igp_info->v11.memorytype;
   					if (vram_type)
   						*vram_type = convert_atom_mem_type_to_vram_type(adev, mem_type);
   					break;
   				default:
   					return -EINVAL;
   				}
   				break;
   			case 2:

引用元:linux/amdgpu_atomfirmware.c at 5ee88057889bbca5f5bb96031b62b3756b33e164 · torvalds/linux

そして、メモリタイプ (vram_type) もここで取得されるが、メモリとしてのアーキテクチャに違いがあろうと、LPDDR4 は DDR4 と、LPDDR5 は DDR5 と認識される。

   	if (adev->flags & AMD_IS_APU) {
   		switch (atom_mem_type) {
   		case Ddr2MemType:
   		case LpDdr2MemType:
   			vram_type = AMDGPU_VRAM_TYPE_DDR2;
   			break;
   		case Ddr3MemType:
   		case LpDdr3MemType:
   			vram_type = AMDGPU_VRAM_TYPE_DDR3;
   			break;
   		case Ddr4MemType:
   		case LpDdr4MemType:
   			vram_type = AMDGPU_VRAM_TYPE_DDR4;
   			break;
   		case Ddr5MemType:
   		case LpDdr5MemType:
   			vram_type = AMDGPU_VRAM_TYPE_DDR5;
   			break;
   		default:
   			vram_type = AMDGPU_VRAM_TYPE_UNKNOWN;
   			break;
   		}

引用元:linux/amdgpu_atomfirmware.c at 5ee88057889bbca5f5bb96031b62b3756b33e164 · torvalds/linux

LPDDR4/LPDDR5 は内部的には 4-Channel のインターフェイスを持つ。¹
そのため、ファームウェアが LPDDR5 のメモリチャネル数を正しく理解し、正直に 4-Channel だということを告げても、Linux Kenrel の GPUドライバーは今の所それに 64 を掛けてメモリバス幅としてしまう。

  +-------------+--------+---------+
  | Memory Type | Max Ch | Max DPC |
  +-------------+--------+---------+
  | DDR4        |      1 |       2 |
  | LPDDR4(X)   |      4 |       1 |
  | LPDDR5      |      4 |       1 |
  | DDR5        |      2 |       1 |
  +-------------+--------+---------+

引用元:https://review.coreboot.org/c/coreboot/+/45192/7/src/soc/intel/alderlake/meminit.c#109

以上のことと合わせ、前回も書いたが、ブートログから搭載されているメモリサイズは 7200304K 約 8 GB/7.45 GiB、予約分等があるため若干少なく表示されると読み取れるため、LPDDR5 64-bit というのが正しいメモリ構成だと考えられる。
それならば [drm] RAM width 256bits DDR5 と出力されたことにも、約 8GB というメモリサイズにも説明が付く。
DDR5 128-bit (2x2ch) という可能性もあるが、VanGogh のディスプレイ部関連のソースファイルに、DDR4 と LPDDR5 用のパラメーターはあるのに対し、DDR5 は無いため、LPDDR5 の可能性のが高いように思う。²
ただこれが最大構成ではなく最小構成で、それ以上のメモリインターフェイスを持っている可能性もあるため、タイトルに (恐らく) を付けている。
それでも、ブートログから読み取れるのは DDR5 128-bit か LPDDR5 64-bit というメモリ構成である。

   [    0.044181] Memory: 6858688K/7200304K available (14345K kernel code, 9659K rwdata, 4980K rodata, 2484K init, 12292K bss, 341360K reserved, 0K cma-reserved)
引用元:slow boot with 7fef431be9c9 (“mm/page_alloc: place pages to tail in __free_pages_core()”)

Linux Kernel はオープンソースであり、自分が普段記事のネタにしてるのも OSS へのパッチであり、インターネットに接続されていれば誰でもソースを確認できる。
そういう点で、自分は Leaker とは無縁で、パッチとコードを眺めるだけの存在だ。

誰も興味がないということを知っている。

参考リンク

LPDRAM for Mobile and Embedded Applications - flyer_lpdram_mobile_embedded.pdf