Будущее NVIDIA — это 3D-компоновка, интерфейс и органические подложки

На сайте EE Times появилось обширное интервью с техническим директором компании NVIDIA — Уильямом Далли (William Dally). Далли вступил в эту должность четыре года назад, имея за плечами массу научных работ по распараллеливанию вычислений и заслуги в разработке ключевых компьютерных интерфейсов. К слову, компания Rambus назвала пакет претензий к производителям, использующим в своей продукции интерфейсы PCI Express, Serial ATA, Serial Attached SCSI (SAS) и DisplayPort его именем (пакет "Dally"). Учитывая сферу компетенции Далли, можно ожидать, что он окажется информативнее Дженсена Хуана.

Из интервью мы сразу исключим такие темы, как заявленное преимущество решений NVIDIA над ускорителями Intel Xeon Phi, главенство технологий CUDA в нише суперкомпьютеров и прогресс в разработке технологий для смартфонов (так называемая вычислительная фотография — автоматическое расширение динамического диапазона). Эти темы затронуты вскользь и лишены достаточной аргументации. Сосредоточимся на главном — на идеях, которые NVIDIA собирается реализовать в следующих графических решениях. Это микроархитектура Maxwell (2014) и Volta (2015).

Начнём издалека. Перспективным направлением для выпуска графических процессоров образца 2015 года и дальше компания видит подложки из органического материала в сочетании с 3D-компоновкой микросхем и новым интерфейсом. Причём речь идёт о комплексном подходе, где важен каждый элемент. Интерфейс между процессором и памятью (периферией) разрабатывается исходя из того жёсткого условия, что при производстве решений NVIDIA будут задействованы не кремниевые, а органические пластины. Преимущество органики заключается в сравнительно низкой стоимости подложек и в высоком уровне выхода без брака, однако в терминах производительности элементов органические пластины уступают кремниевым. В NVIDIA обещают решить этот вопрос за счёт уникального интерфейса с использованием специфической топологии соединительных линий (за счёт увеличения ширины проводников).


Вопрос интерфейса звучит интригующе. Уильям Далли, как мы отметили, специалист по компьютерным интерфейсам. Очевидно, что такая задача ему по плечу. Но тогда возникает другой вопрос: а что со стандартизацией? Есть сомнения, что NVIDIA способна потребовать для себя некой уникальной памяти, которую необходимо выпускать исключительно под её решения. Без общеиндустриального стандарта и возможности продавать память другим игрокам рынка такая затея может провалиться. Ведь NVIDIA придётся обращаться за помощью к контрактному производителю, а кому охота связываться с эксклюзивной продукцией?


Интриги в вопрос интерфейса добавляет тот факт, что картинка стековой памяти на слайде NVIDIA с решением Volta один в один является картинкой с сайта компании Micron, изображающей так называемую память Hybrid Memory Cube. Поэтому пока сложно понять, что за интерфейс разрабатывают в NVIDIA. Впрочем, это не мешает уже сегодня озвучить некоторые его характеристики. Так, потребление на каждый переданный бит не должно превышать половину пикоджоуля на скорости 20 Гбит/с. Скорость на линию (на контакт) составит 10 Гбит/с, а суммарная пропускная способность интерфейса — 200 Гбайт/с.

Микросхемы памяти, как было отмечено, NVIDIA видит в виде стековой компоновки со сквозными металлизированными соединениями (TSVs, through-silicon vias). Это честная 3D-компоновка. Но в составе процессора поколения Volta компоновка памяти будет представлена как 2,5D. Это означает, что память будет располагаться на одной подложке с графическим процессором, а не в стеке с ним. В компании отмечают, что процессор будет слишком горяч, чтобы поверх его кристалла устанавливать модули памяти или что-то ещё.

Наконец, третьим фактором успеха следующих микроархитектур NVIDIA станет технология виртуальной памяти. Причём виртуальная память будет реализована уже в следующем году в микроархитектуре Maxwell. Заметим, в компании NVIDIA считают ошибочным путь AMD, которая добивается унификации доступа к памяти с помощью когерентности кэша. Такой путь, заявляет Далли, ведёт к генерированию дополнительного трафика, что может привести к эффекту бутылочного горлышка. В NVIDIA будут реализовать другой подход. Для предоставления параллельного доступа к памяти центральному процессору и графическому процессору будет создан единый пул с использованием указателей и исключений.

Как видим, у NVIDIA планов громадьё. Вот только насколько жизнеспособна их реализация? Для оценки этого хотелось бы знать источники вдохновения компании. Какие будут использованы стандарты, что за техпроцесс, кто исполнитель? Столь долгосрочные планы не могут опираться на воздух. Например, органические подложки диаметром 100 мм обрабатывает компания IBM, как и собирается выпускать стековую память стандарта Hybrid Memory Cube. В компании IBM готовы вернуться к контрактному производству? В общем, вопросов становится больше, чем ответов. Будем следить за событиями.



Кто Онлайн

Сейчас 33 гостей и ни одного зарегистрированного пользователя на сайте