Was wird die nächste Generation von Grafikkarten sein

Wenn sich ein Desktop-Computer oder Laptop auf neue und anspruchsvolle Videospiele konzentriert und mit computergestützten Designsystemen und anderen speziellen Anwendungen arbeitet, verfügt er meistens über einen Videobeschleuniger von Nvidia oder AMD. Die aktuelle Generation von Videobeschleunigern wird durch die neunhundertste Serie von GeForce und die dreihundertste Serie von Radeon-Chips repräsentiert. Beide werden nach und nach mit Modellen unterschiedlicher Richtung gefüllt: Nvidia begann dies im Herbst 2014, AMD - im vergangenen Juni .

Eine neue Zeile wird 2016 erscheinen. Hersteller liefern dürftige Informationen zu neuen Produkten. Vielleicht fürchten sie die Wirkung von Osborne: Eine Geschichte über einen perfekteren Anhänger wird das aktuelle Modell in der öffentlichen Wahrnehmung altern lassen, was sich negativ auf dessen Umsatz auswirken wird. Und selbst die Entwickler wissen möglicherweise nicht, wie das Endprodukt auf der Theke aussehen wird. Aber jetzt gibt es einige Informationen.

Die neue Generation kann durch die Verwendung von HBM2 (High Bandwidth Memory 2) und eine Verringerung des Herstellungsprozesses charakterisiert werden. AMD und Nvidia schalten von 28 nm auf 14 bzw. 16 nm FinFET um. Beide Innovationen sollen die Leistung pro Watt um das Zweifache steigern.

High Bandwidth Memory oder HBM ist eine Speichertechnologie, die entwickelt wurdeAMD und Hynix. Vor HBM verwendeten Grafikkarten GDDR5-Speicher. Um zusätzliche Bandbreite zu erhalten, musste ich Chips und Kanäle hinzufügen, die Platz und Energie auf der Platine verbrauchten. Die übliche Beschleunigung der Frequenz der Speicherchips hat sich verlangsamt, da eine Erhöhung der Frequenz eine schnelle Erhöhung der Wärmeableitung bedeutet. Die Lösung des Problems besteht darin, das zu werden, was Hersteller in den letzten Jahrzehnten getan haben, um Kosten und Energieverbrauch zu senken und die Produktivität zu steigern: Integration. Beispielsweise haben Zentralprozessoren viele Elemente enthalten, von mathematischen Coprozessoren bis hin zu Speichercontrollern. In jedem Fall gab es Pluspunkte.



Bei HBM werden der Speicher- und der Videobeschleunigerchip in einer Struktur zusammengeführt. Die Produktionsprozesse sind jedoch zu unterschiedlich, um dies in einem Einkristall zu realisieren. Daher wird eine Konstruktion aus drei Elementen verwendet: dem Hauptchip (in diesem Fall der GPU, dem Videobeschleuniger), den Speicherspalten und dem Interposer. Interposer ist ein üblicher Siliziumchip, der nach einem relativ alten Verfahren hergestellt wird. Die Rolle des Interposers ist völlig passiv. Es hat keine aktiven Elemente, da seine Hauptaufgabe darin besteht, die Spuren zwischen dem Speicher und dem Prozessor elektrisch zu verbinden.



Der Hauptchip und die Speicherspalten befinden sich auf dem Interposer. Da es sich um einen Siliziumchip handelt, kann er viel mehr Elemente als eine normale Platine verbinden. Es ist der Interposer, der das Hauptdetail des Speichers mit hoher Bandbreite darstellt. Unter dem Interposer befinden sich andere traditionelle Elemente. Ihre Aufgabe besteht jedoch darin, sie mit dem PCI Express-Bus auszutauschen, an Monitore und andere Schnittstellen auszugeben. Die gesamte Kommunikation zwischen dem Videoprozessor und dem Speicher erfolgt über einen Interposer. Die Speicherfrequenz ist nicht hoch (1 GHz statt 6), dies wird jedoch durch eine sehr breite Verbindung kompensiert: 1024 Busbits für jeden der vier Stapel. Der GDDR5-Speicherbus erreicht eine Breite von 512 Bit, was achtmal weniger als 4096 Bit HBM ist. Infolgedessen zeigt sich bereits in der ersten Generation von HBM der Vorteil der Bandbreite (512 GB / s). Produktionspläne für Hynix HBM2.










Die erste Generation von HBM wird bereits in mehreren Produkten der dreihundertsten Radeon-Serie eingesetzt. Die zweite Generation von HBM wird sowohl in AMD- als auch in Nvidia-Produkten enthalten sein. Einige Quellen glauben, dass der Besitz von HBM AMD vorrangigen Zugriff auf HBM2 gewährt. Darin erhöht sich der Wechselkurs für jeden der Stapel von 128 GB / s auf 256 GB / s, und die Speichermenge in der Schicht wächst um das Vierfache. Das erste HBM bietet 4 Speicherebenen pro Stapel, während das zweite Konfigurationen mit 4 und 8 Schichten verfügbar ist.

Die folgende Nvidia-Mikroarchitektur heißt Pascal. Hauptmerkmale sind die 16-nm-FinFET + -Prozess-Technologie von TSMC und bis zu 16 GB HBM2-Speicher. Dies legt nahe, dass eine Konfiguration mit 4 Schichten HBM2 verwendet wird. Es sind auch Informationen verfügbar, dass die Entwicklung des nächsten Nvidia-Videoprozessors darauf abzielt, eine Datenaustauschgeschwindigkeit von 1 TB / s mit dem Videospeicher zu erreichen. Das ist doppelt so viel wie das aktuelle Fury X bieten kann. Pascal-basierte Karten verwenden zum ersten Mal NVLink, einen Hochgeschwindigkeitsbus zwischen der CPU und den GPUs oder zwischen GPUs. Die NVLink-Geschwindigkeit ist erheblich höher als bei PCI Express.





Pascal-Produkte werden ab 2016 erhältlich sein. (Es wird interessant sein, die Vermarktung des GTX 1080-Modells und die Erklärung zu sehen, dass es sich hervorragend für 4K-Auflösungen eignet.) Es gibt bereits etwas. Nvidia hat kürzlich den Autocomputer Drive PX 2 vorgestellt , dessen Kern zwei Tegra-Prozessoren und zwei Pascal-Mikroarchitektur-Chips sind. Drive PX 2 ist ein leistungsstarker Zahlenbrecher zum Testen der Robotertechnologie, und der Name Pascal wird in der Ankündigung nebenbei erwähnt.



Die neue Mikroarchitektur von AMD heißt Polaris. Ein Teil der Daten über sie erschien am 4. Januar. Polaris unterstützt HDMI 2.0a (Ausgabe bis zu 4K 60 FPS), DisplayPort 1.3 (Ausgabe bis zu 8K 60 FPS), 4K h.265 (HEVC) -Codierung und -Decodierung. AMD wird die 14-nm-FinFET-Prozesstechnologie verwenden. Im Vergleich zur 28-nm-Prozesstechnologie werden bessere Geschwindigkeiten, weniger Leckströme und weniger Schwankungen in der Leistung der Elemente erzielt.



AMD wird den idealen Punkt finden, um die Energieeffizienz zu verbessern, indem durch Architekturänderungen Leistungssteigerungen erzielt werden. Wie die folgende Grafik zeigt, bietet die neue Prozesstechnologie eine gute Reduzierung des Energieverbrauchs bei gleicher Frequenz, jedoch keinen so großen Raum zur Steigerung der Produktivität. AMD konzentriert sich auf die Leistung pro Watt, nicht auf die Leistung an sich. Auf diese Weise können Sie auch auf kompakten Laptops eine Grafikkonsole auf Konsolenebene erreichen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Polaris die Produktivität nicht weiter steigern wird. Nur um neue Indikatoren zu erreichen, werden Änderungen in der Architektur und keine dumme Erhöhung der Frequenzen erforderlich sein. AMD lieferte nicht viele Informationen, aber es folgt aus dem, was bereitgestellt wurde, dass viele Blöcke von Grafikchips recycelt wurden. Polaris ist die vierte Generation



Grafikkern Als Nächstes erbt die Architektur dieselben Prinzipien. Jede Recheneinheit enthält 4 SIMD-Blöcke, die wiederum Vektor-Rechenblöcke enthalten. Es ist nicht bekannt, ob die Grünen GDDR5 weiterhin in Haushaltsprodukten verwenden werden. Micron hat mehrere Ankündigungen zur GDDR5X-Technologie gemacht, die etwa doppelt so schnell ist wie die GDDR5. GGDR5X ist jedoch die proprietäre Technologie von Micron, und Lieferungen sind gegen Ende 2016 möglich. Im Gegenzug behaupten die Roten bereits, dass GDDR5 in Produkten verbleiben wird, die sich auf geringen Stromverbrauch oder durchschnittliche Leistung konzentrieren. Welche spezifischen Modelle den "alten" Speichertyp enthalten, hat AMD noch nicht gesagt.







AMD demonstrierte einen Prototyp eines solchen kostengünstigen Polaris-Mikroarchitektur-Videobeschleunigers mit GDDR5-Speicher anstelle von HBM. Es wurde mit einem unbenannten GTX 950-Beispiel verglichen. Der Energieverbrauch wurde in Star Wars Battlefront in einer Auflösung von 1920 × 1080 aufgezeichnet. Es ist schwierig, in diesem Test Schlussfolgerungen zu ziehen, bei dem die Bildrate auf 60 fps begrenzt war, die Polaris-Karte jedoch fast 40% weniger Energie verbrauchte: etwa 85 Watt gegenüber 140 Watt.




In der zweiten Minute werden sprechende Köpfe durch eine Demonstration dieses Tests ersetzt.

AMD verweist derzeit auf Mitte 2016 als Veröffentlichungsdatum für Polaris-Grafikkarten.
^{Basierend auf ExtremeTech ( 1 , 2 , 3 , 4 ) und Ars Technica .}

Source: https://habr.com/ru/post/de388845/