ماذا سيكون الجيل القادم من بطاقات الفيديو

إذا كان الكمبيوتر المكتبي أو الكمبيوتر المحمول يركز على ألعاب الفيديو الجديدة والمتطلبة ، بالإضافة إلى العمل مع أنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتطبيقات المتخصصة الأخرى ، فإنه غالبًا ما يحتوي على مسرّع فيديو من Nvidia أو AMD. يتم تمثيل الجيل الحالي من مسرعات الفيديو من خلال سلسلة تسعمائة من GeForce وثلاث مائة من شرائح Radeon. كلاهما يتم ملئهما تدريجياً بنماذج من اتجاهات مختلفة: بدأت Nvidia في القيام بذلك في خريف عام 2014 ، AMD - يونيو الماضي .

سيظهر خط جديد في عام 2016. يقدم المصنعون معلومات ضئيلة عن المنتجات الجديدة. ربما يخشون من تأثير أوزبورن: قصة عن متابع أكثر اكتمالاً سوف تعمر النموذج الحالي في الإدراك العام ، والذي سيؤثر سلبًا على مبيعات الأخير. وحتى المطورين أنفسهم قد لا يعرفون كيف سيبدو المنتج النهائي على العداد. ولكن هناك بعض المعلومات الآن.

يمكن أن يتميز الجيل الجديد باستخدام HBM2 (ذاكرة النطاق الترددي العالي 2) وانخفاض في عملية التصنيع. تتحول AMD و Nvidia من 28 nm إلى 14 و 16 nm FinFET ، على التوالي. تم تصميم كلا الابتكاريين لزيادة الأداء لكل واط بمقدار مرتين.

ذاكرة النطاق الترددي العالي أو HBM هي تقنية ذاكرة تم تطويرهاAMD و Hynix. قبل HBM ، كانت بطاقات الفيديو تستخدم ذاكرة GDDR5. للحصول على عرض نطاق ترددي إضافي ، اضطررت إلى إضافة رقائق وقنوات تستهلك مساحة اللوحة والطاقة. تباطأ التسارع المعتاد لتردد رقائق الذاكرة ، لأن زيادة التردد تعني زيادة سريعة في تبديد الحرارة. الحل للمشكلة هو أن تصبح ما يفعله المصنعون في العقدين الماضيين لخفض التكلفة واستهلاك الطاقة وزيادة الإنتاجية: التكامل. على سبيل المثال ، تضمنت المعالجات المركزية العديد من العناصر ، من المعالجات الرياضية إلى وحدات التحكم في الذاكرة. في كل حالة ، كانت هناك إيجابيات.



يتضمن HBM تقارب شريحة مسرع الذاكرة والفيديو في بنية واحدة. لكن عمليات الإنتاج مختلفة جدًا عن إدراك ذلك في بلورة واحدة. لذلك ، يتم استخدام بناء ثلاثة عناصر: الشريحة الرئيسية (في هذه الحالة ، GPU ، مسرع الفيديو) ، أعمدة الذاكرة والمدخلات. Interposer عبارة عن شريحة سليكون شائعة يتم تصنيعها بواسطة عملية قديمة نسبيًا. دور المتدخل سلبي تمامًا. لا تحتوي على عناصر نشطة ، حيث أن مهمتها الرئيسية هي توصيل المسارات كهربائيًا بين الذاكرة والمعالج.



توجد الشريحة الرئيسية وأعمدة الذاكرة على المداخل. نظرًا لأنها شريحة من السيليكون ، يمكنها توصيل عناصر أكثر بكثير من اللوحة العادية. هو الوسيط هو التفاصيل الرئيسية لذاكرة النطاق الترددي العالي. هناك عناصر تقليدية أخرى تحت المتداخل ، لكن مهمتها هي التبادل مع ناقل PCI Express ، الإخراج إلى الشاشات والواجهات الأخرى. تتم جميع الاتصالات بين معالج الفيديو والذاكرة باستخدام وسيط. تردد الذاكرة ليس مرتفعًا (1 جيجاهرتز بدلاً من 6) ، ولكن يتم تعويض ذلك عن طريق اتصال واسع جدًا: 1024 بت من الحافلة لكل من المداخن الأربعة. يبلغ عرض ناقل الذاكرة GDDR5 512 بت ، وهو أقل ثماني مرات من 4096 بت HBM. ونتيجة لذلك ، ظهر بالفعل في الجيل الأول من HBM لإثبات ميزة عرض النطاق الترددي (512 جيجابايت / ثانية). خطط إنتاج Hynix HBM2.










يتم استخدام الجيل الأول من HBM بالفعل في العديد من منتجات السلسلة الثلاثمائة من Radeon. سيظهر الجيل الثاني من HBM في كل من منتجات AMD و Nvidia. تعتقد بعض المصادر أن امتلاك HBM سيمنح AMD أولوية للوصول إلى HBM2. في ذلك ، سيرتفع سعر الصرف من 128 جيجا بايت / ثانية إلى 256 جيجا بايت / ثانية لكل من المداخن ، وسوف تنمو كمية الذاكرة في الطبقة أربع مرات. يوفر HBM الأول 4 طبقات من الذاكرة لكل مجموعة ؛ في الثانية ، ستتوفر تكوينات مع 4 و 8 طبقات.

تسمى العمارة الدقيقة Nvidia التالية باسكال. ميزاته الرئيسية هي تقنية معالجة FinFET + 16 نانومتر من TSMC وما يصل إلى 16 جيجابايت من ذاكرة HBM2. هذا يشير إلى أنه سيتم استخدام تكوين مع 4 طبقات من HBM2. تتوفر أيضًا معلومات تفيد بأن تطوير معالج الفيديو Nvidia القادم يهدف إلى تحقيق سرعة تبادل بيانات 1 تيرابايت / ثانية مع ذاكرة الفيديو. هذا ضعف ما يمكن أن تقدمه Fury X الحالية ، وستستخدم البطاقات المستندة إلى باسكال NVLink لأول مرة ، وهو ناقل عالي السرعة بين وحدة المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات أو بين وحدات معالجة الرسومات. سرعة NVLink أعلى بكثير من PCI Express.





ستبدأ منتجات Pascal في الشحن في وقت ما في عام 2016. (سيكون من المثير للاهتمام رؤية تسويق طراز GTX 1080 والشرح بأنه رائع لدقة 4K.) يوجد شيء بالفعل. طرحت Nvidia مؤخرًا كمبيوتر السيارة Drive PX 2 ، الذي يتكون جوهره من معالجي Tegra وشريحتين من معمار باسكال. Drive PX 2 هو كسارة عددية قوية لاختبار التكنولوجيا الروبوتية ، واسم Pascal مذكور في الإعلان.



تسمى العمارة الدقيقة الجديدة لـ AMD Polaris. ظهرت مجموعة من البيانات عنها في 4 يناير. يدعم Polaris HDMI 2.0a (خرج يصل إلى 4K 60 FPS) ، و DisplayPort 1.3 (خرج يصل إلى 8K 60 FPS) ، وترميز وفك تشفير 4K h.265 (HEVC). ستستخدم AMD تقنية معالجة FinFET 14 نانومتر. بالنسبة إلى تقنية معالجة 28 نانومتر ، سيتم تحقيق سرعات أفضل ، وتيارات تسرب أقل ، وأقل تنوعًا في أداء العناصر.



سوف تجد AMD النقطة المثالية لتحسين كفاءة الطاقة من خلال تحقيق مكاسب الأداء من خلال التغييرات المعمارية. كما يوضح الرسم البياني أدناه ، توفر تقنية المعالجة الجديدة انخفاضًا جيدًا في استهلاك الطاقة على نفس التردد ، ولكن ليست مساحة كبيرة جدًا لزيادة الإنتاجية. تركز AMD على الأداء لكل واط ، وليس الأداء في حد ذاته. سيسمح لك ذلك بتحقيق مستوى وحدة تحكم للرسومات حتى في أجهزة الكمبيوتر المحمولة الصغيرة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن Polaris لن تستمر في زيادة الإنتاجية. فقط لتحقيق مؤشرات جديدة ستشمل تغييرات في الهندسة المعمارية ، بدلاً من زيادة غبية في الترددات. لم تقدم AMD الكثير من المعلومات ، ولكنها تستنتج مما تم تقديمه أنه تم إعادة تدوير العديد من كتل الرسومات البيانية. بولاريس هو الجيل الرابع



بعد ذلك ، الرسومات الأساسية ، لذلك ترث الهندسة نفس المبادئ. تحتوي كل وحدة حوسبة على 4 كتل SIMD ، والتي بدورها تحتوي على كتل الحوسبة المتجهية. من غير المعروف ما إذا كان الخضر سيواصلون استخدام GDDR5 في منتجات الميزانية. أصدرت ميكرون عدة إعلانات حول تقنية GDDR5X ، والتي تبشر حوالي ضعف سرعة GDDR5. ومع ذلك ، فإن GGDR5X هي تقنية مملوكة لشركة Micron ، ومن الممكن التسليم قريبًا من نهاية عام 2016. في المقابل ، يدعي Reds بالفعل أن GDDR5 ستبقى في المنتجات التي تركز على انخفاض استهلاك الطاقة أو متوسط ​​الأداء. ما هي النماذج المحددة التي ستحتوي على نوع الذاكرة "القديم" ، لم تقل AMD بعد.







عرضت AMD نموذجًا أوليًا لمسرع فيديو معماري صغير للغاية غير مكلف Polaris مع ذاكرة GDDR5 بدلاً من HBM. تمت مقارنته بعينة GTX 950 غير مسماة. تم تسجيل استهلاك الطاقة في Star Wars Battlefront بدقة 1920 × 1080. من الصعب استخلاص أي استنتاجات في هذا الاختبار ، حيث كان معدل الإطارات محددًا بـ 60 إطارًا في الثانية ، لكن بطاقة Polaris استهلكت طاقة أقل بنسبة 40٪ تقريبًا: حوالي 85 واط مقابل 140.




في الدقيقة الثانية ، يتم استبدال الرؤوس الناطقة بمظاهرة من هذا الاختبار.

تشير AMD حاليًا إلى منتصف عام 2016 كتاريخ إصدار لبطاقات فيديو Polaris.
^{استنادًا إلى ExtremeTech ( 1 ، 2 ، 3 ، 4 ) و Ars Technica .}

Source: https://habr.com/ru/post/ar388845/