एनवीडिया की आयु

जाहिर है, GPU कंप्यूटिंग का युग आ गया है! इंटेल बुरी तरह से कर रहा है। यदि आप पिछले कुछ वर्षों में मेरे ब्लॉग को नियमित रूप से नहीं पढ़ते हैं, तो मैं समझाता हूँ कि मैं [ एलेक्स सेंट जॉन ] 1994 में Microsoft में मूल डायरेक्टएक्स टीम की उत्पत्ति पर खड़ा था, और अन्य डायरेक्ट डायरेक्टर्स (क्रेग ईस्लेर और के साथ डायरेक्ट 3 डी एपीआई बनाया। एरिक एंगस्ट्रॉम) और वीडियो गेम उद्योग में और ग्राफिक चिप निर्माताओं के बीच इसके वितरण में योगदान दिया। मेरे ब्लॉग पर इस विषय पर आपको कई कहानियाँ मिल सकती हैं, लेकिन जो इस पोस्ट से सीधे संबंधित है, मैंने 2013 में लिखा था।

एनवीडिया इतिहास

मुझे लगता है कि एनवीडिया के भविष्य के खेलों का संस्करण सही है, और मैं वास्तव में ऐसे युग में रहने का आनंद लेता हूं जब मैं इस तरह की अद्भुत क्षमताओं के साथ काम कर सकता हूं। ऐसा लगता है कि मैं एक ऐसे युग में जी रहा हूं जिसमें मैं एंटरप्राइज ब्रिज पर चल सकता हूं और ताना ड्राइव के साथ खेल सकता हूं। और शाब्दिक रूप से - एनवीडिया, जेपीआर पर चलने वाली समानांतर प्रक्रियाओं की न्यूनतम इकाई को ताना कहती है।

स्टॉक कोट्स का पालन करने वालों ने देखा होगा कि हाल ही में कई वर्षों की धीमी चढ़ाई के बाद एनवीडिया के शेयरों में तेजी आई है। मुझे ऐसा लगता है कि यह अचानक सफलता कंप्यूटर कंप्यूटिंग में एक क्रांतिकारी बदलाव की घोषणा करती है, जो GPGU विकास में कई वर्षों की प्रगति की परिणति का प्रतिनिधित्व करती है। आज तक, इंटेल ने औद्योगिक बाजार में कंप्यूटिंग पर एकाधिकार बनाए रखा है, सफलतापूर्वक औद्योगिक कंप्यूटिंग में अपनी श्रेष्ठता पर प्रतियोगियों के हमलों को दोहरा रहा है। यह वर्चस्व इस साल समाप्त हो गया है, और बाजार इसे करीब आ रहा है। यह समझने के लिए कि यह क्या हो रहा है और क्यों हो रहा है, मैं Microsoft में अपने शुरुआती वर्षों में वापस जाऊंगा।

90 के दशक में, बिल गेट्स ने उस समय के अन्य प्रौद्योगिकी उद्योग के नेताओं के साथ यातनापूर्ण प्रतिस्पर्धी साझेदारी का वर्णन करने के लिए "सहयोग" [सहकारिता = प्रतियोगिता + सहयोग] शब्द गढ़ा। इंटेल के बारे में बात करते समय, शब्द विशेष रूप से अक्सर पॉप अप होता है। और जबकि माइक्रोसॉफ्ट और इंटेल के भाग्य और सफलता ने अधिक से अधिक कसकर इंटरकनेक्ट किया, दोनों कंपनियों ने वर्चस्व के लिए लगातार एक दूसरे से लड़ाई लड़ी। दोनों कंपनियों के पास अपने प्रतिद्वंद्वियों पर लाभ प्राप्त करने की कोशिश में "विशिष्ट" लोगों की टीमें थीं। पॉल मैरिट्ज, जो माइक्रोसॉफ्ट के तत्कालीन मुख्य कार्यकारी थे, बहुत चिंतित थे कि इंटेल विंडोज को वर्चुअलाइज करने की कोशिश कर सकता है, जिससे कई अन्य प्रतिस्पर्धी ओएस बाजार में प्रवेश कर सकते हैं और विंडोज के समानांतर एक डेस्कटॉप पीसी पर मौजूद हो सकते हैं। दिलचस्प बात यह है कि पॉल मारिट्ज़ बाद में VMware के सीईओ बने। दरअसल, इंटेल ने सक्रिय रूप से ऐसे प्रयासों में निवेश किया है। उनकी रणनीतियों में से एक सॉफ्टवेयर स्तर पर सभी आम तौर पर स्वीकार किए गए लोहे की कार्यक्षमता का अनुकरण करने का प्रयास था, जिसके साथ ओईएम ने आमतौर पर पीसी - वीडियो कार्ड, मोडेम, साउंड कार्ड, नेटवर्क उपकरण, आदि की आपूर्ति की। सभी बाहरी कंप्यूटिंग को इंटेल प्रोसेसर में स्थानांतरित करके, कंपनी सभी संभावित वैकल्पिक कंप्यूटिंग प्लेटफार्मों की बिक्री और वृद्धि को नष्ट कर सकती है जो अन्यथा इंटेल के सीपीयू को धमकी देते हुए बढ़ सकती है। विशेष रूप से, 1994 में इंटेल की 3 डीआर तकनीक की घोषणा ने माइक्रोसॉफ्ट को डायरेक्टएक्स बनाने के लिए प्रेरित किया।

मैंने Microsoft पर टीम के लिए काम किया, जो बाजार में प्रतिस्पर्धी खतरों, "डेवलपर रिलेशंस ग्रुप," [DRG] के प्रकाश में कंपनी की रणनीतिक स्थिति के लिए जिम्मेदार था। इंटेल ने मांग की कि Microsoft 3DR प्रस्तुति में बोलने के लिए एक प्रतिनिधि भेजें। Microsoft पर ग्राफिक्स और 3 डी पर एक विशेषज्ञ के रूप में, मुझे इस खतरे का आकलन करने के लिए एक विशेष मिशन के साथ भेजा गया था कि इंटेल की नई पहल संभावित रूप से सामने आए और इससे निपटने के लिए एक प्रभावी रणनीति तैयार करें। मैंने फैसला किया कि इंटेल वास्तव में विंडोज को वर्चुअलाइज करने की कोशिश कर रहा है, सॉफ्टवेयर स्तर पर सभी संभव डेटा प्रोसेसिंग उपकरणों का अनुकरण कर रहा है। मैंने "मनोरंजन को गंभीरता से लेते हुए" नामक एक प्रस्ताव लिखा था, जहाँ मैंने विंडोज के छोटे फीचर्स के लिए प्रतिस्पर्धी उपभोक्ता बाजार बनाने के लिए विंडोज को छोटा बनाने के इंटेल के प्रयासों को अवरुद्ध करने का प्रस्ताव दिया था। मैं विंडोज ड्राइवरों का एक नया सेट बनाना चाहता था जिसने हार्डवेयर बाजार में बड़े पैमाने पर प्रतिस्पर्धा की अनुमति दी, ताकि ऑडियो, डेटा इनपुट, वीडियो, नेटवर्क प्रौद्योगिकियों आदि सहित नए मीडिया का काम हो। पीसी गेम बाजार में हम अपने विंडोज ड्राइवरों पर निर्भर हैं। इंटेल मुक्त बाजार में प्रतिस्पर्धा का सामना नहीं कर सकता है जो हमने उपभोक्ता लोहे का उत्पादन करने वाली कंपनियों के लिए बनाया था, और इसलिए एक सीपीयू नहीं बना सका जो प्रभावी रूप से उन सभी कार्यक्षमता का वर्चुअलाइजेशन कर सके, जिनकी उपयोगकर्ताओं को आवश्यकता हो सकती है। और इसलिए DirectX का जन्म हुआ।

इस ब्लॉग पर आप डायरेक्टएक्स के निर्माण के आसपास की घटनाओं के बारे में कई कहानियाँ पा सकते हैं, लेकिन संक्षेप में, हमारी "बुरी रणनीति" सफल रही है। माइक्रोसॉफ्ट ने महसूस किया कि उपभोक्ता बाजार पर हावी होने और इंटेल को शामिल करने के लिए, वीडियो गेम पर ध्यान केंद्रित करना आवश्यक था, जिसके बाद 3 डी चिप्स के दर्जनों निर्माता दिखाई दिए। बीस साल बाद, बचे हुए लोगों में से, एनवीडिया, एटीआई के साथ मिलकर, तब से एएमडी द्वारा अधिग्रहित, उपभोक्ता ग्राफिक्स बाजार पर हावी हो गया और हाल ही में, औद्योगिक कंप्यूटिंग बाजार।

यह हमें 2017 के वर्तमान वर्ष में वापस लाता है, जब अंत में जीपीयू पूरी तरह से x86 प्रोसेसर को दबाने लगता है, जो हर कोई खौफ के साथ इलाज करता था। अब क्यों और क्यों जीपीयू? 1970 तक x86 निर्देशों के साथ x86 आधिपत्य की सफलता Windows और पिछड़े संगतता की सफलता थी। इंटेल औद्योगिक बाजार में अपने एकाधिकार को बनाए रख सकता है और बढ़ा सकता है, इस तथ्य के कारण कि किसी भी अन्य अनुदेश सेट के साथ सीपीयू में अनुप्रयोगों को पोर्ट करने की लागत, बाजार में कोई जगह नहीं है। X86 प्लेटफॉर्म से बंधे विंडोज ओएस के अभूतपूर्व फीचर सेट ने इंटेल के बाजार की स्थिति को मजबूत किया है। अंत की शुरुआत तब हुई जब Microsoft और Intel एक साथ उभरते मोबाइल कंप्यूटिंग बाजार में प्रभुत्व कायम करने में असमर्थ थे। कई दशकों में पहली बार, x86 सीपीयू बाजार पर एक दरार दिखाई दी, जो एआरएम प्रोसेसर द्वारा भरी गई थी, जिसके बाद एप्पल और Google के नए वैकल्पिक विंडोज ओएस एक नए बाजार पर कब्जा करने में सक्षम थे। Microsoft और Intel इस छलांग को बनाने में विफल क्यों रहे? आप दिलचस्प कारणों की एक कार पा सकते हैं, लेकिन इस लेख के ढांचे में मैं एक बात पर जोर देना चाहूंगा - x86 पिछड़ा संगतता सामान। पहली बार, CPU की गति के मुकाबले ऊर्जा दक्षता अधिक महत्वपूर्ण हो गई है। सभी ट्रांजिस्टर और पीसी में इंटेल और माइक्रोसॉफ्ट द्वारा एम्बेडेड x86 के लिए कोड की सभी लाखों लाइनें ऊर्जा दक्षता के लिए बाधाएं बन गई हैं। एक बिंदु पर इंटेल और माइक्रोसॉफ्ट के बाजार आधिपत्य का सबसे महत्वपूर्ण पहलू एक बाधा बन गया।



बैकवर्ड कम्पैटिबिलिटी के लिए गति और समर्थन में निरंतर वृद्धि के लिए इंटेल की जरूरत ने कंपनी को नई पीढ़ी के x86 प्रोसेसर में कभी-कभी कम होने वाली गति हासिल करने के लिए अधिक से अधिक ऊर्जा-भूखे ट्रांजिस्टर खर्च करने के लिए मजबूर किया। पिछड़े संगतता ने भी अपने चिप्स को समानांतर करने के लिए इंटेल की क्षमता को गंभीरता से बाधित किया है। पहला समानांतर जीपीयू 90 के दशक में दिखाई दिया, और पहला इंटेल डुअल-कोर सीपीयू केवल 2005 में जारी किया गया था। आज भी, इंटेल का सबसे शक्तिशाली सीपीयू केवल 24 कोर को संभाल सकता है, हालांकि अधिकांश आधुनिक ग्राफिक्स कार्ड में हजारों कोर के साथ प्रोसेसर होते हैं। जीपीयू जो कि मूल रूप से समानांतर थे, ने पिछड़ी संगतता बैगेज को नहीं ढोया, और आर्किटेक्चर-इंडिपेंडेंट टेक्नोलॉजी के लिए धन्यवाद, डाइरेक्ट 3 डी और ओपनजीएल जैसे एपीआई अनुकूलता या ट्रांजिस्टर दक्षता पर समझौता किए बिना समानता को नया करने और बढ़ाने के लिए स्वतंत्र थे। 2005 तक, GPUs भी सामान्य-उद्देश्य कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म बन गया था जो विषम सामान्य-उद्देश्य समानांतर कंप्यूटिंग का समर्थन करता था। विषमता से मेरा मतलब है कि पूरी तरह से अलग-अलग निम्न-स्तरीय वास्तुकला और निर्देशों के सेट के बावजूद, एएमडी और एनवीआईडीआईए से चिप्स समान संकलित कार्यक्रम चला सकते हैं। और ऐसे समय में जब इंटेल से चिप्स घटते हुए प्रदर्शन स्पाइक्स को प्राप्त कर रहे थे, हर 12 महीने में GPU ने अपनी गति दोगुनी कर दी, जबकि बिजली की खपत को आधा कर दिया! चरम समानांतरकरण ने ट्रांजिस्टर का बहुत कुशलता से उपयोग करना संभव बना दिया, जिससे प्रत्येक क्रमिक ट्रांजिस्टर को GPU में जोड़ा गया, जिससे ऑपरेशन की गति को प्रभावी ढंग से प्रभावित किया जा सके, जबकि संख्या में बढ़ते हुए x86 ट्रांजिस्टर की संख्या व्यस्त नहीं थी।

हालांकि जीपीयू तेजी से औद्योगिक सुपर कंप्यूटर, मीडिया और वीडीआई पर आक्रमण कर रहे थे, बाजार में मुख्य मोड़ तब आया जब Google ने बहुत उपयोगी चीजों में सक्षम तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करने के लिए प्रभावी ढंग से GPU का उपयोग करना शुरू किया। बाजार ने महसूस किया कि एआई बड़े डेटा प्रसंस्करण का भविष्य होगा और विशाल नए स्वचालन बाजार खोल देगा। GPUs आदर्श रूप से तंत्रिका नेटवर्क के संचालन के लिए अनुकूल थे। इस बिंदु तक, इंटेल ने दो तरीकों पर सफलतापूर्वक भरोसा किया है, जिन्होंने औद्योगिक कंप्यूटिंग पर GPU के बढ़ते प्रभाव को दबा दिया है।

1. इंटेल ने पीसीआई बस की गति को कम रखा और उनके प्रोसेसर द्वारा समर्थित I / O पथों की संख्या को सीमित कर दिया, जिससे यह सुनिश्चित हो गया कि GPUs हमेशा अपने लोड को संसाधित करने में Intel प्रोसेसर पर निर्भर रहेंगे और विभिन्न मूल्यवान वास्तविक समय के उच्च गति कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों से अलग रहेंगे देरी और पीसीआई बैंडविड्थ सीमाओं के कारण। जबकि उनका CPU GPU की गति के लिए एप्लिकेशन एक्सेस को सीमित करने में सक्षम था, Nvidia पीसीआई बस के उस छोर पर कई व्यावहारिक रूप से उपयोगी औद्योगिक भार तक पहुंच के बिना सीमित था।
2. प्रीमियम गेमिंग बाजार से एनवीडिया और एएमडी को अलग करने के लिए उपभोक्ता प्रोसेसर पर न्यूनतम कार्यक्षमता के साथ एक सस्ता जीपीयू प्रदान किया और बाजार द्वारा सामान्य स्वीकृति से।

एनवीडिया और इंटेल के बढ़ते खतरे से x86- संगत सुपर कंप्यूटर त्वरक बनाने के असफल प्रयास ने इंटेल को एक अलग रणनीति चुनने के लिए मजबूर किया। वे अल्टरेना का अधिग्रहण कर चुके हैं और इंटेल की अगली पीढ़ी के प्रोसेसर में प्रोग्रामेबल FPGAs को शामिल करना चाहते हैं। यह सुनिश्चित करने का एक पेचीदा तरीका है कि इंटेल प्रोसेसर प्रतियोगियों के सीमित पीसीआई बस हार्डवेयर की तुलना में अधिक से अधिक I / O क्षमताओं का समर्थन करता है, और यह कि GPU को कोई लाभ नहीं मिलता है। जीपीयू का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए बढ़ते बाजार के द्वार में खेले बिना FPGAs के लिए समर्थन ने इंटेल को अपने चिप्स पर समानांतर कंप्यूटिंग का समर्थन करने की दिशा में जाने की अनुमति दी। इसने औद्योगिक कंप्यूटरों के निर्माताओं को अत्यधिक विशिष्ट हार्डवेयर बनाने की अनुमति दी, जो अभी भी x86 पर निर्भर है। यह इंटेल की ओर से एक शानदार कदम था, क्योंकि इसने एक ही समय में कई दिशाओं में GPU को औद्योगिक बाजार में प्रवेश करने की संभावना को बाहर कर दिया था। शानदार, लेकिन सबसे अधिक संभावना विफलता के लिए बर्बाद।

पांच लगातार समाचारों की वजह बताती है कि मुझे यकीन है कि x86 पार्टी 2017 में समाप्त हो जाएगी।

1. सॉफ्टबैंक के विज़नफंड फंड को इंटेल से रिप्लेस करने की इच्छुक कंपनियों से निवेश में 93 बिलियन डॉलर की राशि मिलती है
2. सॉफ्टबैंक ने 32 अरब डॉलर में एआरएम होल्डिंग्स को खरीदा
3. सॉफ्टबैंक ने Nvidia के शेयर 4 बिलियन डॉलर में खरीदे
4. एनवीडिया ने एनएवीडिया माइक्रोआर्किटेक्चर के लिए प्रोजेक्ट डेनवर [कोड नाम लॉन्च किया है जो एआरएमवी 8-ए 64/32-बिट इंस्ट्रक्शन को एक सरल हार्डवेयर डिकोडर और सॉफ्टवेयर बायनेरी ट्रांसलेटर के संयोजन के साथ डायनामिक कॉम्पैक्सेलेशन / लगभग के साथ प्रयोग करता है। ट्रांस।]
5. NVIDIA ने 7 बिलियन ट्रांजिस्टर, 512 CUDA कोर और 8 ARM64 कस्टम कोर के साथ वोल्टा GPU के साथ जेवियर टेग्रा एसओसी की घोषणा की - GPU त्वरित एआरएम कोर के साथ एक मोबाइल एआरएम / हाइब्रिड चिप।

घटनाओं का यह क्रम क्यों महत्वपूर्ण है? यह इस वर्ष था कि स्वतंत्र GPU की पहली पीढ़ी ने व्यापक पहुंच के साथ बाजार में प्रवेश किया, और पीसीआई के रूप में बाधाओं के बिना अपना ओएस लॉन्च करने में सक्षम है। एनवीडिया को अब x86 प्रोसेसर की आवश्यकता नहीं है। एआरएम के पास उपभोक्ता और औद्योगिक ऑपरेटिंग सिस्टम की एक प्रभावशाली संख्या है और उन्हें पोर्ट किए गए एप्लिकेशन हैं। सभी औद्योगिक और बादल बाजार अपने बाजार समाधानों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एआरएम से नियंत्रक के रूप में चिप्स पर स्विच कर रहे हैं। FPGAs पहले से ही ARM चिप्स में एकीकृत हैं। एआरएम चिप्स कम शक्ति का उपभोग करते हैं, प्रदर्शन में हीन, लेकिन जीपीयू बहुत तेज और कुशल हैं, इसलिए जीपीयू प्रोसेसर शक्ति प्रदान कर सकते हैं, और एआरएम कोर थकाऊ आईओ और यूआई संचालन को संभाल सकते हैं जिन्हें प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है। बड़े डेटा, उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग, मशीन सीखने के साथ काम करने वाले अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या को अब विंडोज की आवश्यकता नहीं है, और वे x86 पर काम नहीं करते हैं। 2017 वह वर्ष है जब एनवीडिया ने लीश को तोड़ दिया है और x86- आधारित समाधानों के लिए अनुकूल नहीं नए मूल्यवान बाजारों में x86- आधारित औद्योगिक कंप्यूटिंग के लिए वास्तव में व्यवहार्य प्रतिस्पर्धी विकल्प बन गया है।

यदि एआरएम प्रोसेसर आपकी आवश्यकताओं के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं है, तो आईबीएम, एनवीडिया के साथ मिलकर 160 PCIe लेन के साथ काम करने वाले बड़े डेटा को संसाधित करने के लिए Power9 सीपीयू की एक नई पीढ़ी का उत्पादन करने जा रहा है ।



AMD एक नया Ryzen CPU भी लॉन्च करने जा रहा है , और Intel के विपरीत, AMD के पास PCI प्रदर्शन को बेहतर बनाने में कोई रणनीतिक दिलचस्पी नहीं है। उनके उपभोक्ता चिप्स 64 PCIe 3.0 लेन का समर्थन करते हैं, और पेशेवर 128 का समर्थन करते हैं। AMD एक नया HIP क्रॉस-कंपाइलर भी लॉन्च कर रहा है जो CUDA अनुप्रयोगों को AMD GPU के साथ संगत बनाता है। इस तथ्य के बावजूद कि ये दोनों कंपनियां एक-दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही हैं, दोनों को जीपीयू कंप्यूटिंग के वैकल्पिक तरीकों के साथ औद्योगिक बाजार में इंटेल के विस्थापन से लाभ होगा।

इसका मतलब यह है कि आने वाले वर्षों में, GPU आधारित समाधान बढ़ते गति के साथ औद्योगिक कंप्यूटिंग पर कब्जा कर लेंगे, और डेस्कटॉप इंटरफेस की दुनिया तेजी से क्लाउड विज़ुअलाइज़ेशन पर निर्भर करेगी या मोबाइल एआरएम प्रोसेसर पर काम करेगी, क्योंकि Microsoft ने एआरएम के लिए समर्थन की भी घोषणा की थी ।



यह सब एक साथ रखते हुए, मैं भविष्यवाणी करता हूं कि कुछ वर्षों में हम केवल औद्योगिक कंप्यूटिंग में लाभ के लिए GPU और FPGA के बीच लड़ाई के बारे में सुनेंगे, जबकि सीपीयू का युग धीरे-धीरे समाप्त हो जाएगा।