¿Cuál será la próxima generación de tarjetas de video?

Si una computadora o computadora portátil estacionaria se enfoca en videojuegos nuevos y exigentes, además de trabajar con sistemas de diseño asistidos por computadora y otras aplicaciones especializadas, a menudo tiene un acelerador de video de Nvidia o AMD. La generación actual de aceleradores de video está representada por la novena serie de GeForce y las trescientas series de chips Radeon. Ambos se están llenando gradualmente con modelos de diferentes direcciones: Nvidia comenzó a hacer esto en el otoño de 2014, AMD, en junio pasado .

Una nueva línea aparecerá en 2016. Los fabricantes proporcionan poca información sobre nuevos productos. Quizás temen el efecto de Osborne: una historia sobre un seguidor más perfecto envejecerá el modelo actual en la percepción pública, lo que afectará negativamente las ventas de este último. E incluso los propios desarrolladores pueden no saber cómo se verá el producto final en el mostrador. Pero hay algo de información ahora.

La nueva generación puede caracterizarse por el uso de HBM2 (High Bandwidth Memory 2) y una disminución en el proceso de fabricación. AMD y Nvidia están cambiando de 28 nm a FinFET de 14 y 16 nm, respectivamente. Ambas innovaciones están diseñadas para aumentar el rendimiento por vatio en 2 veces.

High Bandwidth Memory o HBM es una tecnología de memoria que se ha desarrolladoAMD y Hynix. Antes de HBM, las tarjetas de video usaban memoria GDDR5. Para obtener ancho de banda adicional, tuve que agregar chips y canales que consumían espacio en el tablero y energía. La aceleración habitual de la frecuencia de los chips de memoria se ha ralentizado, ya que aumentar la frecuencia significa un rápido aumento en la disipación de calor. La solución al problema es convertirse en lo que los fabricantes han estado haciendo durante las últimas décadas para reducir los costos y el consumo de energía y aumentar la productividad: la integración. Por ejemplo, los procesadores centrales han incluido muchos elementos, desde coprocesadores matemáticos hasta controladores de memoria. En cada caso, hubo ventajas.



HBM implica la convergencia de la memoria y el chip acelerador de video en una estructura. Pero los procesos de producción son demasiado diferentes para darse cuenta de esto en un solo cristal. Por lo tanto, se utiliza una construcción de tres elementos: el chip principal (en este caso, la GPU, el acelerador de video), las columnas de memoria y el intercalador. Interposer es un chip de silicio común fabricado por un proceso relativamente antiguo. El papel del intercalador es completamente pasivo. No tiene elementos activos, ya que su tarea principal es conectar eléctricamente las pistas entre la memoria y el procesador.



El chip principal y las columnas de memoria están en el intercalador. Como es un chip de silicio, puede conectar muchos más elementos que una placa normal. Es el intercalador que es el detalle clave de la memoria de alto ancho de banda. Hay otros elementos tradicionales debajo del intercalador, pero su tarea es intercambiar con el bus PCI Express, salida a monitores y otras interfaces. Toda comunicación entre el procesador de video y la memoria se lleva a cabo utilizando un intercalador. La frecuencia de la memoria no es alta (1 GHz en lugar de 6), pero esto se compensa con una conexión muy amplia: 1024 bits de bus para cada una de las cuatro pilas. El bus de memoria GDDR5 alcanza 512 bits de ancho, que es ocho veces menos que 4096 bits HBM. Como resultado, ya en la primera generación de HBM resulta demostrar la ventaja del ancho de banda (512 GB / s). Planes de producción de Hynix HBM2.










La primera generación de HBM ya se usa en varios productos de las trescientas series de Radeon. La segunda generación de HBM aparecerá en los productos AMD y Nvidia. Algunas fuentes creen que poseer HBM le dará a AMD acceso prioritario a HBM2. En él, el tipo de cambio aumentará de 128 GB / sa 256 GB / s para cada una de las pilas, y la cantidad de memoria en la capa crecerá cuatro veces. El primer HBM proporciona 4 capas de memoria por pila; en el segundo, estarán disponibles configuraciones con 4 y 8 capas.

La siguiente microarquitectura de Nvidia se llama Pascal. Sus características principales son la tecnología de proceso FinFET + de 16 nm de TSMC y hasta 16 GB de memoria HBM2. Esto sugiere que se utilizará una configuración con 4 capas de HBM2. También hay información disponible que el desarrollo del próximo procesador de video Nvidia tiene como objetivo lograr una velocidad de intercambio de datos de 1 TB / s con memoria de video. Eso es el doble de lo que puede ofrecer el Fury X actual. Las tarjetas basadas en Pascal utilizarán NVLink por primera vez, un bus de alta velocidad entre la CPU y las GPU o entre las GPU. La velocidad de NVLink es significativamente mayor que PCI Express.





Los productos Pascal comenzarán a enviarse en algún momento de 2016. (Será interesante ver la comercialización del modelo GTX 1080 y la explicación de que es excelente para resoluciones 4K). Ya existe algo. Nvidia presentó recientemente la computadora para automóvil Drive PX 2 , cuyo núcleo son dos procesadores Tegra y dos chips de microarquitectura Pascal. Drive PX 2 es un potente molinillo numérico para probar tecnología robótica, y el nombre Pascal se menciona de pasada en el anuncio.



La nueva microarquitectura de AMD se llama Polaris. Una gran cantidad de datos sobre ella apareció el 4 de enero. Polaris admite HDMI 2.0a (salida hasta 4K 60 FPS), DisplayPort 1.3 (salida hasta 8K 60 FPS), codificación y decodificación 4K h.265 (HEVC). AMD utilizará la tecnología de proceso FinFET de 14 nm. En relación con la tecnología de proceso de 28 nm, se lograrán mejores velocidades, menos corrientes de fuga, menos variación en el rendimiento de los elementos.



AMD encontrará el punto ideal para mejorar la eficiencia energética al proporcionar ganancias de rendimiento a través de cambios arquitectónicos. Como muestra el gráfico a continuación, la nueva tecnología de proceso proporciona una buena reducción en el consumo de energía a la misma frecuencia, pero no un espacio tan grande para aumentar la productividad. AMD se centra en el rendimiento por vatio, no en el rendimiento per se. Esto le permitirá alcanzar un nivel de gráficos de consola incluso en computadoras portátiles compactas. Sin embargo, esto no significa que Polaris no continuará aumentando la productividad. Solo para lograr nuevos indicadores implicarán cambios en la arquitectura, en lugar de un aumento tonto en las frecuencias. AMD no proporcionó mucha información, pero de lo que se ha proporcionado se deduce que muchos bloques de chips gráficos se han reciclado. Polaris es la cuarta generación.



Graphics Core Next , entonces la arquitectura hereda los mismos principios. Cada unidad informática contiene 4 bloques SIMD, que a su vez contienen bloques informáticos vectoriales. No se sabe si los Verdes continuarán usando GDDR5 en productos de bajo presupuesto. Micron ha hecho varios anuncios sobre la tecnología GDDR5X, que presagia aproximadamente el doble de la velocidad de GDDR5. Sin embargo, GGDR5X es la tecnología patentada de Micron, y las entregas son posibles más cerca de finales de 2016. A su vez, los Rojos ya afirman que GDDR5 permanecerá en productos que se centran en un bajo consumo de energía o un rendimiento promedio. AMD aún no ha dicho qué modelos específicos contendrán el tipo de memoria "antiguo".







AMD demostró un prototipo de un acelerador de video de microarquitectura Polaris tan económico con memoria GDDR5 en lugar de HBM. Se comparó con una muestra GTX 950 sin nombre. El consumo de energía se registró en Star Wars Battlefront con una resolución de 1920 × 1080. Es difícil sacar conclusiones en esta prueba, donde la velocidad de fotogramas se limitó a 60 fps, pero la tarjeta Polaris consumió casi un 40% menos de energía: alrededor de 85 vatios frente a 140.




En el segundo minuto, las cabezas parlantes son reemplazadas por una demostración de esta prueba.

Actualmente, AMD apunta a mediados de 2016 como la fecha de lanzamiento de las tarjetas de video Polaris.
^{Basado en ExtremeTech ( 1 , 2 , 3 , 4 ) y Ars Technica .}

Source: https://habr.com/ru/post/es388845/