Nvidia sägs undersöka möjligheten att utrusta framtidens grafikkort med flertalet multi-chip moduler för att möta de ständigt ökande kraven från konsumenter.
Kraven som konsumenter och professionella användare ställer på sina GPU:er ökar konstant, samtidigt som gaming i 4K eller högre upplösningar börjar få ett fotfäste i vardagen så står det även klart att den traditionella grafikkortstillverkningen med en stor GPU på ett kretskort får svårare och svårare att hänga med i utvecklingen.
Det blir en allt större utmaning för tillverkare att trycka in ett större antal transistorer än tidigare i en GPU. Därför har nu Nvidia tillsammans med forskare från Arizona State University och University of Texas nu börjat bolla med tanken att utveckla grafikkort med flertalet så kallade multi-chip-moduler (MCM) på ett kretskort istället för en enda stor grafikprocessor.
Denna idé är ännu kvar i det teoretiska stadiet och lär inte vara något som vi får se på marknaden inom en snar framtid. Men idén är att man då placerar flertalet GPU-moduler nära varandra på ett och samma grafikkort, sammankopplade med ett snabbt gränssnitt som låter dem agera som om de vore samma grafikprocessor. Resultatet uppges bli bättre prestandaskalning än nuvarande multi-GPU-lösningar som Crossfire eller SLI.
Prestandaskalning bortom Moores lag
I de simuleringar som Nvidia och deras forskarlag kört med dessa MCM med totalt 256 beräkningskluster så förutspås en prestandaökning på omkring 45,5% jämfört med den största monolitiska GPU:n man kan bygga idag med 128 stycken beräkningskluster. Med andra ord blir skalningen inte linjär, och dubbla mängden beräkningsenheter innebär inte dubbla prestandan.
Jämfört med ett liknande grafikkort med dubbla traditionella grafikprocessorer (en lösning som motsvarar SLI) på samma kretskort så visade det (teoretiska) grafikkortet med MCM dock en prestandaökning på 26,8%. Jämfört med en hypotetisk GPU som använder 256 beräkningskluster i en traditionell, monolitisk grafikkrets (som uppges vara omöjlig att bygga idag) uppges MCM-lösningen endast prestera 10 procent sämre. Därför kan MCM visa sig vara en bra kompromiss när det inte längre är hållbart att bara bygga större och/eller tätare grafikkretsar.
”We show that with these optimizations, a 256 SMs MCM-GPU achieves 45.5% speedup over the largest possible monolithic GPU with 128 SMs. Furthermore, it performs 26.8% better than an equally equipped discrete multi-GPU, and its performance is within 10% of that of a hypothetical monolithic GPU that cannot be built based on today’s technology roadmap.”
Värt att ha i åtanke är att allt detta är teoretiska simuleringar utförda av Nvidia, vilket medför en felmarginal. Det största problemet som Nvidia stötte på under sina simuleringar var just gränssnittet mellan de olika GPU-modulerna, som blir en viktig flaskhals för de enorma mängder data som behöver delas mellan modulerna. Det innebär att den anslutningstekniken behöver vidareutvecklas innan MCM kan implementeras i konsumentprodukter.
AMD ryktas undersöka multi-chip moduler för Navi
Samtidigt som Nvidia släppt resultaten för sina simuleringar så ryktas det även att AMD undersöker en liknande lösning för sin kommande grafikarkitektur Navi där man använder sig utav multi-chip moduler eller flertalet stora grafikprocessorer som länkas samman med Infinity Fabric, det PCIe-baserade ramverk som även används för att koppla samman grupper av CPU-kärnor i Ryzen-processorer.
Logisk utveckling