> > > > GTC 2014: NVIDIA представила NVLINK, 3D Memory и новый GPU "Pascal"

GTC 2014: NVIDIA представила NVLINK, 3D Memory и новый GPU "Pascal"

Опубликовано:

gtc2014Традиционно ежегодная конференция GTC 2014 (GPU Technology Conference) открылась пленарным докладом Дженсен Хуанга. Утром мы уже публиковали план доклада, который позволял сделать некоторые предположения о содержании мероприятия. Девиз был выбран такой: "Let us show the world what is next" ("Покажем миру, что будет дальше" - перевод Hardwareluxx).

Свой доклад Дженсен Хуанг начал с экскурса в прошлое, поговорив о том, каких усилий требует современная наука. Интерес к аппаратному и программному обеспечению продолжает расти, и GTC год от года охватывает всё больше областей. От медицины до географии и космических полётов - во всех этих областях представлены продукты NVIDIA, и компания будет продолжать разработки.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

NVLINK


Первая новинка GTC 2014 по технологиям GPU - NVLINK. С ней NVIDIA пытается решить проблему существования "узких мест" при обмене данными в системе. Различные компоненты системы имеют разную производительность и пропускную способность. Например, у шины PCI Express пропускная способность составляет до 16 Гбайт/с. Между памятью и процессором скорость обмена данными составляет уже 60 Гбайт/с, а современные GPU связаны с памятью уже 512-битным интерфейсом, который даёт скорость больше 300 Гбайт/с. При этом производители "железа" постоянно сталкиваются с техническими ограничениями. Например, сложно увеличивать ширину интерфейса памяти дальше. Уже сегодня сотни каналов отвечают за обмен данными, современный GPU наполнен соединениями в пропорциях, которые ещё несколько лет назад не представлялись возможными. И NVLINK должен решить часть проблем.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

NVLINK поддерживает унифицированную память, то есть общую память между GPU и центральным процессором. NVLINK поддерживает когерентные кэши, позволяя создавать домены кэшей, которые можно объединять и использовать совместно. Подключение NVLINK осуществляется через интерфейс PCI Express, через движок DMA можно также программировать NVLINK. Работа NVLINK обеспечивается на собственных тактовых частотах, которые можно регулировать в зависимости от потребности. Ожидается, что NVLINK будет работать в пять - двенадцать раз быстрее PCI Express.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

3D Memory и GPU "Pascal"

Ещё в прошлом году NVIDIA на GTC упомянула преемника "Maxwell". "Volta" должен был стать первым дизайном GPU с технологией Stacked Memory. То есть память больше не подключается внешне к GPU, а находится на том же чипе. Помимо NVLINK NVIDIA с технологией 3D Memory пытается устранить ещё одно "узкое место" в системе.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

Технология Stacked Memory, по сути, является синонимом представленной сегодня 3D Memory. Память DRAM больше не устанавливается рядом с GPU на печатную плату, а накладывается "бутербродом" на кристалл GPU. То есть к GPU добавляется ещё один слой кремния, через соединения TSV (through-silicon vias) оба кристалла соединяются. Схожие технологии используются в современных SoC. Например, у PlayStation Vita используется 128 Мбайт RAM в той же упаковке, что и SoC. Но в данном случае не используются технологии Stacked Memory, 3D Memory или TSV, поскольку в упаковку просто добавляется ещё один чип. И 3D Memory можно считать ещё одним шагом вперёд.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

С помощью прямого наслоения памяти на кристалл GPU можно значительно сократить соединения между памятью и контроллером памяти. Современные GPU существенно ограничиваются пропускной способностью памяти, им приходится использовать сложные соединения между интерфейсом памяти и самой памятью. Поэтому при дизайне GPU приходится отдельно следить за расположением и подключением соединений к интерфейсу памяти. Технология 3D Memory существенно упрощает процесс соединения через связи TSV (through-silicon vias). Так что память может не только работать быстрее, но и задержки будут меньше из-за меньших расстояний, ширина интерфейса памяти тоже существенно увеличится.

Как уже упоминалось выше, ширина современных интерфейсов памяти составляет 384 или 512 бит у high-end GPU. Чтобы достичь упомянутой NVIDIA скорости 1 Тбайт/с, 3D Memory должна работать на частоте 2000 МГц и подключаться по 1.024-битному интерфейсу. Но также возможен вариант работы на частоте 1000 МГц и подключения по 2.048-битному интерфейсу, возможны и промежуточные конфигурации.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

Одновременно с NVLINK и 3D Memory NVIDIA объявила название нового GPU. Он будет называться "Pascal", и сегодня уже начата первая фаза тестирования, со сцены Дженсен Хуанг показал первую тестовую плату. Она имеет размер примерно треть от современных видеокарт и поддерживает такие технологии, как NVLINK и даже 3D Memory. Пропускная способность памяти будет в два-четыре раза выше, чем у современных видеокарт. Также и объёмы памяти будут намного выше - тоже в два-четыре раза. Подключение тестовой платы "Pascal" выполняется через интерфейс NVLINK, который в пять-двенадцать раз быстрее подключения PCI Express.

NVIDIA GTC 2014 Keynote
NVIDIA GTC 2014 Keynote

Наконец, NVIDIA поделилась новыми планами GPU. В них "Pascal" фигурирует для 2016 года - так что придётся запастись терпением, прежде чем мы получим соответствующие функции. Но NVIDIA так и не опубликовала какую-либо информацию о "Volta" за минувший год.