Quelle sera la prochaine génération de cartes vidéo

Si un ordinateur fixe ou portable est axé sur des jeux vidéo nouveaux et exigeants, ainsi que sur des systèmes de conception assistée par ordinateur et d'autres applications spécialisées, il dispose le plus souvent d'un accélérateur vidéo Nvidia ou AMD. La génération actuelle d'accélérateurs vidéo est représentée par la neuf centième série de GeForce et la trois centième série de puces Radeon. Les deux sont progressivement remplis de modèles de directions différentes: Nvidia a commencé à le faire à l'automne 2014, AMD - en juin dernier .

Une nouvelle ligne apparaîtra en 2016. Les fabricants fournissent de maigres informations sur les nouveaux produits. Peut-être craignent-ils l' effet d'Osborne: une histoire sur un adepte plus parfait vieillira le modèle actuel dans la perception du public, ce qui affectera négativement les ventes de ce dernier. Et même les développeurs eux-mêmes peuvent ne pas savoir à quoi ressemblera le produit final sur le comptoir. Mais il y a maintenant des informations.

La nouvelle génération peut être caractérisée par l'utilisation de HBM2 (High Bandwidth Memory 2) et une diminution du processus de fabrication. AMD et Nvidia passent respectivement de 28 nm à 14 et 16 nm FinFET. Les deux innovations sont conçues pour augmenter les performances par watt de 2 fois.

La mémoire à large bande passante ou HBM est une technologie de mémoire qui a été développéeAMD et Hynix. Avant HBM, les cartes vidéo utilisaient la mémoire GDDR5. Pour obtenir une bande passante supplémentaire, j'ai dû ajouter des puces et des canaux qui consommaient de l'espace et de l'énergie sur la carte. L'accélération habituelle de la fréquence des puces mémoire a ralenti, car l'augmentation de la fréquence signifie une augmentation rapide de la dissipation thermique. La solution au problème est de devenir ce que les fabricants font depuis deux décennies pour réduire les coûts et la consommation d'énergie et augmenter la productivité: l'intégration. Par exemple, les processeurs centraux ont inclus de nombreux éléments, des coprocesseurs mathématiques aux contrôleurs de mémoire. Dans chaque cas, il y avait des avantages.



HBM implique de faire converger la mémoire et la puce accélératrice vidéo en une seule structure. Mais les processus de production sont trop différents pour le réaliser dans un seul cristal. Par conséquent, une construction de trois éléments est utilisée: la puce principale (dans ce cas, le GPU, l'accélérateur vidéo), les colonnes de mémoire et l'interposeur. L'interposeur est une puce de silicium commune fabriquée par un processus relativement ancien. Le rôle de l'interposeur est totalement passif. Il ne contient aucun élément actif, car sa tâche principale est de connecter électriquement les pistes entre la mémoire et le processeur.



La puce principale et les colonnes de mémoire se trouvent sur l'interposeur. Puisqu'il s'agit d'une puce en silicium, elle peut connecter beaucoup plus d'éléments qu'une carte ordinaire. C'est l'interposeur qui est le détail clé de la mémoire à large bande passante. Il existe d'autres éléments traditionnels sous l'interposeur, mais leur tâche consiste à échanger avec le bus PCI Express, la sortie vers les moniteurs et d'autres interfaces. Toutes les communications entre le processeur vidéo et la mémoire ont lieu à l'aide d'un interposeur. La fréquence mémoire n'est pas élevée (1 GHz au lieu de 6), mais cela est compensé par une connexion très large: 1024 bits de bus pour chacune des quatre piles. Le bus mémoire GDDR5 atteint une largeur de 512 bits, soit huit fois moins de 4096 bits HBM. En conséquence, déjà dans la première génération de HBM, il s'avère démontrer l'avantage de la bande passante (512 Go / s). Plans de production d'Hynix HBM2.










La première génération de HBM est déjà utilisée dans plusieurs produits de la trois centième série de Radeon. La deuxième génération de HBM apparaîtra dans les produits AMD et Nvidia. Certaines sources pensent que posséder HBM donnera à AMD un accès prioritaire à HBM2. Dans ce document, le taux de change passera de 128 Go / s à 256 Go / s pour chacune des piles, et la quantité de mémoire dans la couche augmentera quatre fois. Le premier HBM fournit 4 couches de mémoire par pile; dans le second, des configurations avec 4 et 8 couches seront disponibles.

La microarchitecture Nvidia suivante est appelée Pascal. Ses principales caractéristiques sont la technologie de processus FinFET + 16 nm de TSMC et jusqu'à 16 Go de mémoire HBM2. Cela suggère qu'une configuration avec 4 couches de HBM2 sera utilisée. Des informations sont également disponibles indiquant que le développement du prochain processeur vidéo Nvidia vise à atteindre une vitesse d'échange de données de 1 To / s avec la mémoire vidéo. C'est deux fois plus que le Fury X actuel peut offrir. Les cartes basées sur Pascal utiliseront NVLink pour la première fois, un bus à grande vitesse entre le CPU et les GPU ou entre les GPU. La vitesse NVLink est nettement supérieure à PCI Express.





Les produits Pascal commenceront à être expédiés courant 2016. (Il sera intéressant de voir la commercialisation du modèle GTX 1080 et l'explication qu'il est idéal pour les résolutions 4K.) Quelque chose existe déjà. Nvidia a récemment présenté l'ordinateur de voiture Drive PX 2 , au cœur duquel se trouvent deux processeurs Tegra et deux puces de microarchitecture Pascal. Drive PX 2 est un puissant broyeur de nombres pour tester la technologie robotique, et le nom Pascal est mentionné en passant dans l'annonce.



La nouvelle microarchitecture d'AMD s'appelle Polaris. Un morceau de données à son sujet est apparu le 4 janvier. Polaris prend en charge HDMI 2.0a (sortie jusqu'à 4K 60 FPS), DisplayPort 1.3 (sortie jusqu'à 8K 60 FPS), encodage et décodage 4K h.265 (HEVC). AMD utilisera la technologie de processus FinFET 14 nm. Par rapport à la technologie de traitement à 28 nm, de meilleures vitesses, moins de courants de fuite, moins de variation dans les performances des éléments seront atteints.



AMD trouvera le point idéal pour améliorer l'efficacité énergétique en offrant des gains de performances grâce à des changements architecturaux. Comme le montre le graphique ci-dessous, la nouvelle technologie de procédé permet une bonne réduction de la consommation d'énergie à la même fréquence, mais pas un espace aussi important pour augmenter la productivité. AMD se concentre sur les performances par watt, pas sur les performances en soi. Cela vous permettra d'atteindre un niveau de console graphique même dans les ordinateurs portables compacts. Cependant, cela ne signifie pas que Polaris ne continuera pas d'augmenter sa productivité. Pour atteindre de nouveaux indicateurs, il faudra des changements d'architecture plutôt qu'une augmentation stupide des fréquences. AMD n'a pas fourni beaucoup d'informations, mais il résulte de ce qui a été fourni que de nombreux blocs de puces graphiques ont été recyclés. Polaris est la quatrième génération



Graphics Core Next , donc l'architecture hérite des mêmes principes. Chaque unité informatique contient 4 blocs SIMD, qui à leur tour contiennent des blocs informatiques vectoriels. On ne sait pas si les Verts continueront à utiliser GDDR5 dans les produits budgétaires. Micron a fait plusieurs annonces sur la technologie GDDR5X, ce qui augure environ deux fois la vitesse de GDDR5. Cependant, le GGDR5X est la technologie propriétaire de Micron, et les livraisons sont possibles vers la fin de 2016. À leur tour, les Reds affirment déjà que le GDDR5 restera dans les produits qui se concentrent sur une faible consommation d'énergie ou des performances moyennes. Quels modèles spécifiques contiendront "l'ancien" type de mémoire, AMD n'a pas encore précisé.







AMD a fait la démonstration d'un prototype d'accélérateur vidéo de microarchitecture Polaris aussi bon marché avec une mémoire GDDR5 au lieu de HBM. Il a été comparé à un échantillon GTX 950 sans nom. La consommation d'énergie a été enregistrée dans Star Wars Battlefront en résolution 1920 × 1080. Il est difficile de tirer des conclusions dans ce test, où la fréquence d'images était limitée à 60 ips, mais la carte Polaris consommait près de 40% d'énergie en moins: environ 85 watts contre 140.




Dans la deuxième minute, les têtes parlantes sont remplacées par une démonstration de ce test.

AMD indique actuellement la mi-2016 comme date de sortie des cartes vidéo Polaris.
^{Basé sur ExtremeTech ( 1 , 2 , 3 , 4 ) et Ars Technica .}

Source: https://habr.com/ru/post/fr388845/