Nvidia posodablja načrt GPU: razkriva arhitekturo Pascal GPU |

Nvidia Corp. je v torek javno posodobila načrt grafičnih procesnih enot za prihodnja leta. Podjetje je iz načrta odstranilo svojo arhitekturo Volta s kodnim imenom in namesto tega uvedlo arhitekturo Pascal. Slednji naj bi vseboval podobne inovacije kot Volta, vendar naj bi bil še bolj prilagojen nizki porabi energije in bo imel določene tehnologije medsebojnega povezovanja, ki danes niso na voljo.

Poimenovana po francoskem matematiku iz 17. stoletja Blaiseu Pascalu, bo družina grafičnih procesorjev naslednje generacije Nvidia vključevala tri ključne nove funkcije: zloženi DRAM, ključno inovacijo, ki je bila obljubljena za družino grafičnih procesorjev Volta; poenotena pomnilniška tehnologija, ki je trenutno na voljo samo na AMD-jevih pospešenih procesnih enotah (APU) z zmožnostmi heterogene sistemske arhitekture (HSA) (npr. Kaveri) in NVLink, hitri medsebojni povezavi za grafične procesne enote in centralne procesne enote. Kar zadeva zmogljivosti grafične obdelave, bo Pascal podpiral zmožnosti DirectX 12.



Načrt Nvidia. Slika avtorja LegitReviews

Zdi se, da je naloženi DRAM postal ključna značilnost grafičnih procesorjev naslednje generacije, ki bodo leta 2016 in pozneje pri AMD in Nvidia. Zloženi DRAM omogoča povečanje pasovne širine in zmogljivosti pomnilnika brez povečanja odtisa ali zapletenosti grafičnih kartic. Trenutno Nvidia pričakuje dva do štirikratno povečanje pasovne širine in velikosti pomnilnika s Pascalom, v resnici pa bi lahko prišlo do precej pomembnejšega povečanja. Nedavno objavljene naprave HMC 2.0 (hibridne pomnilniške kocke, zložene naprave DRAM, ki so jih oblikovali Micron in zavezniki) imajo pasovno širino 480 GB/s prek 16-pasovnih povezav. Štiri takšne kocke bi lahko zagotovile malo južneje od 2TB/s pasovne širine.

Poenoten pomnilnik omogoča CPE-ju dostop do pomnilnika GPU-ja, GPU-ju pa dostop do pomnilnika CPE-ja, tako da razvijalcem ni treba razporejati sredstev med obema. Prvotno je bil to del arhitekture Maxwell, vendar je videti, da je Nvidia to funkcijo odstranila iz nove družine čipov. Upoštevajoč, da poenotenje pomnilnika zahteva sodelovanje med oblikovalci GPU in CPU, je tehnologija Nvidia bodisi rezultat dela z Intelom in AMD (ali samo Intelom), bodisi obstaja standard za enotni pomnilnik CPU-GPU.

Primeri implementacije NVLink

NVLink je cev med GPU-ji in CPE-jem, ki ima skupno pasovno širino 80 GB/s. Glede na pasovno širino, ki jo zagotavljajo hibridne pomnilniške naprave, bo čez nekaj let očitna potreba po takšni medsebojni povezavi. NVLink naj bi bil dvakrat energetsko učinkovitejši od standardnega PCI Express 3.0. Razvijalec navaja, da so v sistemu, ki podpira NVLink, transakcije, ki jih sproži CPU, kot sta nadzor in konfiguracija, še vedno usmerjene prek povezave PCIe, medtem ko vse transakcije, ki jih sproži GPU, uporabljajo NVLink. To nam omogoča, da ohranimo model programiranja PCIe, hkrati pa predstavljamo veliko prednost pasovne širine povezave. Še več, ko je povezan s CPE, ki ne podpira NVLink, se lahko medsebojno povezovanje v celoti posveti povezavam GPU-GPU, kar omogoča prej nedostopne priložnosti za združevanje GPU v gruče.

Primeri implementacije NVLink

Razvijalec grafičnih procesorjev v Santa Clari v Kaliforniji že nekaj let načrtuje svojo visokohitrostno povezavo za grafične procesorje in svoja jedra, ki temeljijo na ARM splošnem namenu, z mislijo na superračunalnike. Morda je NVLink prvi plod tega dela. Vendar pa bo morala Nvidia zagotoviti, da je njen NVLink združljiv z Intel, AMD, IBM in drugimi mikroprocesorji, da bo postala industrijska rešitev.

Da bi dokazala, kaj je zmožna arhitektura Pascal, je Nvidia pokazala svoj modul Pascal, napravo, podobno modulu MXM, ki vsebuje visoko zmogljiv GPU s pomnilnikom v paketu.

Kot vse stvari, ki so dve leti počitka, je Pascal videti zelo obetaven in sposoben. Je pa tako daleč, da ne vemo, kakšno programsko opremo bo izvajal in s kakšnimi izzivi se bo soočil. Na primer, z ogromno pasovno širino hibridnih pomnilniških naprav bi morala biti odlična rešitev za 4K igre. A ko bo prišel na trg, bo slednji postal skoraj mainstream.