NVIDIA探索將多GPU封裝到一塊：輕鬆打破舊架構極限

sxs112.tw · 發表於 2017-7-4 10:12:35

商業計算、可選研究、以及4K多螢幕遊戲等需求，不斷推升著對現代GPU的性能需求。根據一份近期的研究報告，NVIDIA認為正在迅速接近當前GPU架構模型的極限，因此需要尋找新的方法去破解。當前這個想法仍處於模擬階段，但文中提到的“多晶片模組GPU”（MCM-GPU）的概念，有望最終將多顆GPU模組整合到一處。

此前廠商還可以通過在每次製程迭代時堆積更多的串流處理器來提升GPU 性能。但遺憾的是，在單一模組中塞入更多電晶體的方法，已經變得越來越困難。以NVIDIA V100 GPU 為例，其已經需要代工廠商（台積電）將製程推到12nm 的極限。此外製造規模越來越大的模組，其成本和相關問題也不可忽視（比如因製造錯誤遇到的數量減少）。

雖然NVIDIA可以通過將多顆GPU 裝在一塊PCB 上的方式來提升顯示卡性能（比如Tesla K10 和K80），但當前仍有一些未能解決的問題—— 比如跨多GPU 的任務分配就需要編程來提升硬體效率。於是研究人員們另闢蹊徑，決定在封裝技術上尋找新方法，讓NVIDIA可以將多個GPU 模組（GPMs）封裝到一塊。這些GPMs 比當代GPU 要小一些，製造起來也更容易和便宜。

儘管人們對其性能仍有疑問，但研究人員聲稱近期基板技術的發展（PDF）已經能夠幫助其部署一種快速、強健的模組通訊互聯架構。從理論上來講，其頻寬可達數TB/s 。在NVIDIA內部GPU 模擬中，研究團隊將MCM-GPU 堆到了256 組SMs，而Pascal 架構僅為56 組SMs 。然後團隊採用當前架構進行了預測，結果顯示MCM-GPU 可提速45.5% 。此外，在同一板子上進行的多GPU性能對比表明，MCM-GPU有26.8%的領先優勢。最後有消息稱AMD公司也有類似的點子（採用Navi GPU）。

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