Masa depan kartu video

Dia ingat seorang spesialis dalam ekonomi nasional, yang bahkan mempertahankan disertasi doktoralnya, dan menggunakan buku telepon dan beberapa lagu daerah lama sebagai sumber.
- M. Larney

Dalam artikel ini, dengan menggunakan Wikipedia dan beberapa gambar dari Internet, saya akan mencoba menilai masa depan akselerator grafis.

Mari kita lihat kartu video seri S3 Trio saat ini 20 tahun yang lalu.



Serius, mari kita menghargainya.

1. Daya listrik minimum dari urutan watt.

2. Dari klaim 1. Ini mengikuti kurangnya sistem tenaga inti, papan sangat kompak.

3. Dari paragraf 1 juga mengikuti tidak adanya kebutuhan akan sistem pendingin yang kuat. Anda tidak perlu radiator besar, juga kipas. Diam sepenuhnya.

4. Memori modular. Setiap orang dapat membeli memori video sebanyak yang dia butuhkan, lalu memasangnya di kartu video. Anda dapat membeli memori video ketika ada uang atau ketika Anda perlu memperluas volumenya.

5. Sinyal video adalah output melalui VGA, yang kemudian standar. Satu jenis transmisi sinyal, satu pin, dll.

6. Kartu video terhubung melalui slot PCI, yang bahkan tersebar luas sekarang. Kartu video ini dapat dihubungkan ke komputer mana pun dengan konektor semacam itu bahkan sekarang dan itu akan berfungsi.

7. Hampir tidak ada komponen radio di papan tulis yang rentan terhadap kerusakan atau menyebabkan masalah. Tidak ada choke yang kuat yang dapat mulai bersiul, hanya ada beberapa kapasitor - dan yang memiliki kapasitas minimum.

Mari kita lihat salah satu puncak saat ini, yaitu MSI GTX 1080 Ti Lightning Z.
Panjang kartu video adalah 32cm



Ini menempati 3 slot, yang secara umum telah menjadi fenomena yang tidak mengejutkan saat ini



Kartu video menggunakan tiga konektor daya PCI-E standar



dan secara teori hanya mengkonsumsi 250W, yang menyebabkan beberapa keraguan, dilihat dari daya dan sistem pendingin. Tentu saja, sistem pendingin harus disebutkan secara terpisah.



Hanya 5 pipa panas sepertinya bukan sesuatu yang luar biasa. Nah, 3 penggemar yang sudah Anda lihat.

Jika seseorang memiliki S3 Trio dan GTX1080ti tergeletak di sekitar, saya mengusulkan untuk melakukan percobaan sederhana - menghilangkan debu dari yang pertama, selaraskan kapasitor kusut selama kartu video tergeletak di tempat sampah. Perkenalkan seorang pensiunan dengan seseorang yang benar-benar jauh dari komputer ke kartu video apa pun. Dan kemudian tertarik di mana kartu video, menurut pendapatnya, lebih baru. Jika karat pada S3 Trio tidak mengecewakan Anda, jawabannya akan menguntungkannya.

Bagaimana kita bisa sampai pada ini?

Jelas, proses peningkatan daya listrik dari kartu video menyebabkan peningkatan kritis dalam ukuran papan dan pembuangan panas. Inti membutuhkan lebih banyak daya, untuk memastikan perlu merancang subsistem daya yang semakin kompleks, karena Tegangan pada inti sangat kecil. Selain itu, panas yang dihasilkan juga harus dibuang, yang pada gilirannya membutuhkan peningkatan efisiensi sistem pendingin. Karena menghamburkan ratusan watt (ingat besi solder 60W), dan bahkan dalam ruang terbatas dari kasus hipotetis, itu sudah tugas yang sulit, Anda harus meningkatkan aliran udara (meningkatkan jumlah penggemar), area perpindahan panas dan konduktivitas termal dari radiator itu sendiri (menambah jumlah dan ukuran pipa panas). Kapan itu dimulai? Generasi pertama akselerator grafis umum bahkan tidak menggunakan radiator, seperti yang kita lihat dengan S3 Trio. Dengan pengembangan lebih lanjut dari kartu video, perlu untuk menginstal radiator kecil


ATI Rage 128 Pro 32Mb


Pada awal abad ini, banyak kartu video sejalan tidak hanya dilengkapi dengan radiator, tetapi sudah dengan radiator dengan kipas kecil


ATI Radeon 8500LE 64MB

Jika seseorang telah bereksperimen dengan memasang kipas kecil di suatu tempat, maka ia sangat menyadari efisiensinya yang sangat rendah. Aliran udara karena ukuran bilah mereka dapat diabaikan, dan kipas seperti itu menciptakan banyak suara karena kecepatan rotasi yang baik. Karena pada saat yang sama, konsumsi daya kartu video terus meningkat, bahkan dalam referensi (model) kartu video, perlu beralih ke turbin. Setelah sekitar 2010, pendingin tipe turbin menjadi standar untuk kartu grafis yang patut dicontoh, dan meskipun kita hidup semakin lama semakin berkurang, pengembang chip video sendiri menghadirkan kartu video mereka secara default. Sangat menarik untuk dicatat bahwa pada awal abad ini turbin, sebagai jenis pendingin, dapat dijual secara terpisah untuk mereka yang ingin meningkatkan kartu video mereka dengan radiator kecil biasa. Sekarang, tentu saja, mereka tidak lagi dijual. Sebenarnya, mengapa turbin?


Turbin khas dengan penutup dilepas pada GTX670

Seperti yang Anda lihat, turbin itu sendiri menangkap udara dari atas, mengarahkannya ke samping, setelah itu udara melewati radiator dan mendinginkannya. Idealnya, udara panas dikeluarkan sepenuhnya di luar selungkup. Perlu dicatat bahwa turbin tidak akan bekerja dengan penutup dilepas. Batas teoritis disipasi daya oleh turbin sangat besar - cukup untuk meningkatkan jumlah sirip radiator, pasang beberapa pipa panas, dan bahkan 450W panas dapat dihamburkan (HD6990). Namun, kerugian utama dari turbin adalah kebisingan turbin itu sendiri harus berputar dengan kecepatan tinggi. Oleh karena itu, sejak sekitar 2008, produksi sistem pendingin udara yang telah menjadi akrab sekarang dimulai, yang terdiri dari pipa panas, radiator yang relatif kompak, dan beberapa kipas berukuran penuh yang bertiup ke arah kartu video melalui radiator. Contoh khas, salah satu menelan pertama


Thermalright HR-03 pada 8800GT

Pada saat ini, tipe pendingin ini sudah menjadi standar - aneh untuk membeli kartu video dengan turbin. Jadi situasinya berulang. Awalnya, turbin dijual sebagai opsi pendinginan khusus, kemudian menjadi standar. Kemudian radiator pada pipa panas dengan kipas mengulangi nasib mereka dan menjadi standar de facto. Diharapkan bahwa masalah ini tidak akan datang untuk memadatkan CBO pada setiap kartu video secara default.

Ini hanya perkiraan perkiraan pertumbuhan daya kartu video, yang disebut "dengan mata". Sekarang saya mengusulkan untuk membuat penilaian sesuai dengan kriteria yang lebih ketat, yaitu menurut grafik. Untuk membuat grafik ini dan berikut ini, saya menggunakan sebagian besar data dari Wiki untuk kartu grafis AMD dan NVIDIA , namun, saya mengisi beberapa data sendiri berdasarkan data yang disimpan di Internet. Sayangnya, TDP dari kartu video lama yang dirilis sebelum 2007 tidak diketahui. Hampir semua seri GeForce dan Radeon telah dimasukkan dalam grafis dalam waktu sekitar 10 tahun, kecuali untuk seri GTX ke-100 dan ke-300 dan seri Radeon HD ke-8000. Poin-poin pada grafik adalah milik kartu video, sumbu absis menunjukkan tanggal rilis kartu video, sumbu ordinat menunjukkan perubahan dalam nilai-nilai tertentu.
Jadi, mari kita pelajari dengan cermat grafik perubahan pada panas yang dipancarkan oleh kartu video yang beroperasi selama 10 tahun terakhir.



Kesimpulan berikut menunjukkan dirinya:

1. Penurunan proses pembuatan tidak menghasilkan revolusi yang diharapkan dalam generasi panas akselerator grafis.

2. Meskipun proses teknologi besar, kartu video paling keren diproduksi hingga 2007. Lompatan besar pertama dalam pembangkitan panas terjadi pada kira-kira. pertengahan 2006 - awal 2007. Ini jelas menunjukkan bahwa pembuangan panas terutama ditentukan oleh permintaan pasar. Ketika kartu video sendiri sudah menarik permainan dengan buruk, produsen harus melebih-lebihkan frekuensi dan tegangan, yang mengarah pada peningkatan pembuangan panas yang sangat kuat.

3. Pelepasan panas maksimum ke dataran tinggi terjadi kira-kira. 2009, plus atau minus.

4. Dataran tinggi disipasi panas maksimum model kuat telah terus dipegang sejak sekitar. 250W Ini, tampaknya, adalah maksimum yang dimungkinkan oleh properti objektif kartu video sebagai perangkat dalam bentuknya yang modern. Jika mungkin untuk lebih meningkatkan generasi panas, maka, tanpa ragu, produsen chip video akan terus meningkatkan frekuensi dan tegangan. Namun, mendinginkan kartu video dengan panas di atas 300W sudah merupakan tugas yang sulit, dan dalam kasus yang buruk itu akan digoreng, dan kebisingan kipas atau turbin akan di atas semua standar.

5. Model menengah dan lemah juga perlahan tapi pasti meningkatkan pembuangan panasnya. Namun, jika model lama mencapai maksimum (dataran tinggi) sekitar 2009, maka yang menengah berkisar sekitar 150-180W bahkan lebih awal. Yang lemah pergi dengan cara yang sama.

6. Telah ada penurunan jumlah model yang disajikan sejak 2012. Ini terutama terlihat pada model dengan disipasi panas rendah. Jumlah mereka lebih sedikit.

7. Tentu saja tidak mungkin untuk menghapus stagnasi perhatian yang agak lama ke pasar untuk solusi mobile, seperti yang mereka lakukan sebelumnya. Terlebih lagi, hanya pada saat popularitas maksimum tablet, ada frekuensi yang cukup tinggi dari kartu video baru.

8. Tampaknya tidak kurang paradoks bahwa selama tahun-tahun krisis ekonomi global, pelepasan model-model baru terjadi jauh lebih sering daripada sekarang.

9. Dua kesimpulan terakhir lagi mengarahkan kita pada peran dominan persyaratan pasar atas kemampuan obyektif kartu video.

Yah, mungkin kita tidak sia-sia mentolerir peningkatan dalam generasi panas, pasti ini dibenarkan oleh peningkatan daya komputasi? Mari kita coba memeriksanya. Tentu saja, tidak ada cara untuk benar-benar menemukan kinerja yang tepat dari kartu video, dan karena itu saya beralih ke kinerja teoritis maksimum untuk perhitungan presisi tunggal.



Sangat menyenangkan melihat pertumbuhan yang cukup eksponensial di sini. Secara pribadi, ternyata menjadi kejutan bagi saya untuk kinerja teoretis yang lebih tinggi untuk kartu video Radeon. Yah, mungkin lelucon lama tentang kurangnya pengemudi



ternyata benar. Mungkin saja masalahnya dalam mengoptimalkan game itu sendiri.

Sekarang mari kita bandingkan grafik TDP dan kinerja. Di sini mudah untuk sampai pada kesimpulan yang menegaskan ayat 2:

10 Pasar membutuhkan peningkatan produktivitas secara eksponensial, meskipun faktanya produsen chip video jelas tidak memenuhi persyaratan ini. Ini ditunjukkan oleh peningkatan TDP.

Sekarang mengapa kita tidak menghubungkan kinerja dengan kekuasaan.



Sulit untuk mengatakan dengan tepat fungsi mana yang mengatur kurva di sini. Di satu sisi, GeForce tampaknya memiliki fungsi daya, dan kurva Radeon memiliki bentuk-S. Jika kami membuang pengoptimalan driver dan game, kami menemukan bahwa AMD adalah sekitar. 2009 mencapai arsitektur yang baik yang telah digunakan selama bertahun-tahun dan model-model terbaru yang dirilis pada awal 2016. Ini adalah dataran tinggi pada kurva berbentuk S. Dipandu dengan baik dalam kartu video yang dirilis, mudah untuk memahami tentang model apa yang sedang kita bicarakan. Di NVIDIA, bagaimanapun, lompatan dalam efisiensi telah diamati sejak 2012 - kemungkinan besar, adopsi beberapa arsitektur yang sama sekali baru. GeForce diikuti oleh lompatan eksponensial dari Radeon sejak 2015.

Saya mengusulkan sekarang untuk beralih ke peningkatan jumlah transistor. Mari kita coba periksa hukum Moore.



By the way, akan berguna untuk menyebutkan apa yang disebut Hukum Moore hanyalah sebuah pengamatan yang dibuat pada tahun 1965, yaitu pada awal industri elektronik modern. Selain itu, pengamatan dilakukan pada prosesor Intel. Hukum itu sendiri menyatakan:

Jumlah transistor yang ditempatkan pada chip sirkuit terintegrasi berlipat ganda setiap 24 bulan.

Masalah dengan peramalan jangka panjang menurut hukum Moore di titik referensi, yaitu, berapa banyak transistor yang harus diambil. Saya mengambil 110 juta untuk kartu grafis menengah-lemah. Seperti yang Anda lihat, menurut hukum Moore, jumlah transistor bertambah, sebagaimana mestinya. Tapi di sini akan tepat untuk mengajukan pertanyaan - tetapi apakah itu tumbuh karena luas kristal? Kami melihat ukuran kristal (atau jumlah mereka, jika kita berbicara tentang solusi dual-prosesor)



Dalam hal ini, kita melihat keteguhan menyenangkan mata. Sudah biasa bagi produsen untuk meningkatkan area kristal. Tetapi saya ingin mengingat kembali bahwa dengan kemajuan, diinginkan untuk melihat penurunan luas kristal. Mari kita coba merumuskan kesimpulan:

11. Rasio kinerja terhadap TDP hampir sepenuhnya bergantung pada arsitektur saat ini (atau pada beberapa faktor yang belum jelas).

12. Arsitektur, meskipun perubahan nama pemasaran dari generasi ke generasi, sebenarnya pada kenyataannya mereka jarang berubah secara mendasar. Tidak lebih dari sekali setiap 6-7 tahun.

13. Penggunaan arsitektur ini atau itu sangat jelas terlihat pada kurva yang menggambarkan hubungan kinerja dengan TDP.

14. Sebagian besar perubahan dalam hubungan kinerja-ke-TDP tidak dapat dijelaskan oleh fungsi daya. Sayangnya, perubahan ini tidak memiliki bentuk fungsi linier dan, secara umum, dapat tetap di tempatnya hampir tidak berubah selama bertahun-tahun.

15. Proses pembuatan tidak mempengaruhi rasio kinerja terhadap daya, karena mengurangi ukuran transistor hanya disertai dengan menggantikannya dengan transistor baru. Ini terhubung dengan item 10, mis. dengan persyaratan pasar yang berlebihan.

16. Luas kristal tidak berubah.

17. Peningkatan jumlah transistor terus mematuhi hukum Moore.

Dan sekarang mari kita lihat yang paling menarik, yaitu harganya. Karena di Wikipedia, data tentang harga rilisnya langka, saya harus mencarinya di Internet, tapi ini masih bukan rahasia besar. Karena harga adalah hal yang sangat kabur (harga rilis mungkin berbeda dari pasar yang segera didirikan, harga rilis itu sendiri tidak selalu tersedia, dll.), ketidakakuratannya memerlukan penggunaan marker yang lebih buram.



Untuk meringkas di sini juga:

18 Harga perlahan naik.

19. Tren umum kenaikan harga dapat dikorelasikan dengan inflasi dolar Amerika ( terima kasih kepada para ekonom Amerika dan Inggris ). Untuk banyak model, ini dapat dijelaskan dengan sangat sederhana - perusahaan pengembangan chip berasal dari Silicon Valley. Inflasi mata uang nasional AS, tentu saja, akan tercermin di dalamnya.

20. Namun, masing-masing dataran tinggi membentuk model kartu video yang lebih tinggi. Secara khusus, untuk NVIDIA kita melihat beberapa kenaikan harga berbentuk S - harga untuk puncak naik di awal 2012 dan pada musim panas 2016. AMD, yang telah beralih ke kisaran model pra-top sejak era HD7970, tidak memiliki lompatan seperti itu.

21. Poin harga yang berdiri sendiri untuk solusi dual-chip tidak perlu dipertimbangkan secara terpisah. Namun, pada akhirnya, mereka pertama kali bergabung dengan solusi chip tunggal - NVIDIA TITAN V.

Untuk meringkas, mari kita coba membuat perkiraan untuk akselerator grafis dalam waktu dekat. Ya, hanya orang bodoh yang bisa naik ke masa depan, dan siapa pun yang menghargai dirinya sendiri dalam tingkat sekecil apa pun tidak akan pernah membungkuk pada prediksi (karena ia pasti akan keliru di dalamnya, dengan satu atau lain cara). Nah, jika dia melakukannya, maka mereka sangat buram untuk mendapatkan, seperti yang mereka katakan, dengan jari ke langit. Namun, saya siap mengambil risiko:

1. Kartu video TDP akan terus meningkat untuk model yang lemah dan sedang. Ini akan menjadi proses yang sangat lambat, tetapi kemungkinan besar tidak bisa dihindari.

2. Untuk model TDP yang lebih tua dan lebih tua hingga menengah, sekitar. 250W - batas objektif untuk sistem pendingin modern. Peningkatan lebih lanjut dalam pembangkitan panas hanya akan membutuhkan pemasangan sistem pendingin yang tidak masuk akal, dan akan mengurangi umur perangkat.


3 Dalam kinerja kartu video, persyaratan pasar adalah yang utama. Dengan satu atau lain cara, dan kartu video tidak memuaskan atau memuaskan mereka, tetapi dengan kesulitan. Jika kita berasumsi bahwa pasar tidak mengurangi persyaratannya, maka mengharapkan penurunan TDP, pengurangan ukuran chip, dll. tidak diizinkan


4. , , .

5. , . , , . .

6. , , (. ), .

7. - . Karena NVIDIA telah lama mencapai puncaknya, kita dapat mengharapkan lonjakan harga untuk kartu video yang disebutkan di atas pada generasi baru, atau di generasi berikutnya. Meskipun demikian, lompatan harga tertinggi hanya sekitar sudut.


Jadi, kemungkinan besar, seseorang seharusnya tidak mengharapkan sesuatu yang membesarkan hati dalam waktu dekat. Hanya orang yang naif yang dapat berpikir bahwa generasi berikutnya akan menerima kinerja GTX1060 untuk GT1030. Singkatnya, ramalan itu dapat diungkapkan hanya "kami berpegang pada puncak lama kami dan mengharapkan yang terbaik".

Tambahan kecil:

Terima kasih kepada pengguna Edil0 untuk idenya. Rasio kinerja teoritis untuk perhitungan harga presisi tunggal.