 Na samém konci roku se objevily nové patenty AMD ukazující budoucnost grafických karet.
Není žádným tajemstvím, že současná konstrukce velkých GPU, které kvůli funkčnosti musí být monolitické, je problém. Všichni výrobci to vědí, a tak zdaleka největší pozornost dnes věnují vývoji multi čipové konstrukce. Tedy něčemu podobnému, jak jsou dnes konstruovány AMD procesory. Jak víte, RYZEN 3000 (ZEN2) a RYZEN 5000 (ZEN3) jsou procesory, které nejsou tvořeny jedním monolitickým čipem, jak dnes své čipy stále vyrábí Intel.
AMD vyrábí pro všechny své modely procesorů bez grafiky, od nejdražšího a nejvýkonnější 64jádrového serverového EPYC, až po nejlevnější RYZEN 3, vlastně jeden a tentýž 7nm čip tvořený 8jádry/16vlákny. No a „jednoduše je lepí k sobě“. A ten čip je vyráběn tím nejlepším procesem atd. U toho má smysl. Vše ostatní, tedy výbava procesoru, PCIe a komunikace s deskou, vše obstarává druhý dnes 12nm podstatně jednoduší I/O čip vedle. Ten z novějšího výrobního procesu nijak netěží, nezáleží ani na jeho velikosti a je tak mnohem levnější. Díky tomu rozdělení může být ten vlastní hlavní výpočetní čip mnohem menší a tedy rychlejší, efektivnější provozně i výrobně atd. Čipletový design je extrémně výhodný právě pro výkonnější řešení, speciálně pro procesory s více jak 16 jádry. Proto AMD dokáže vyrábět a prodávat dnes až 64jádrové procesory, zatímco Intel s monolity zůstává nekonkurenceschopně zaseknutý na 28jádrech. AMD dokáže svůj 32jádrový procesor vyrobit výrazně levněji, než kolik 28jádro stojí Intel. Nemluvě o provozní a výkonové efektivitě tohoto řešení.
Ještě větší problém je monolitický design u současných GPU. Ty výkonné jsou mnohem větší než procesory. A čím větší čip, tím menší efektivita výrobní, tedy horší výtěžnost, vyšší cena atd. GPU jako AMD NAVI 21 na RX 6800/6900 sérii má velikost značných 520mm2 (7nm TSMC), a to není zdaleka největší na trhu. Ale je to hodně. Pro srovnání, ZEN 3 čip (8jader/16vláken) má na stejné 7nm výrobě TSMC velikost pouze kolem 83mm2! Z hlediska efektivity výroby (výtěžnosti) tedy nesrovnatelné. NVIDIA je na tom ještě hůře, kdy její menší 8nm GA104 čip (RTX 3070) má 393mm2 a větší 8nm GA102 (RTX 3080/3090) má dokonce obřích 629mm2. A největší výpočetní GPU mají až 800mm2, kdy tak z drahého a nedostatkového křemíkového waferu dnes většinu vyhodíte, protože výtěžnost taktových obřích GPU je velmi malá.
Už asi chápete, proč NVIDIA, AMD i Intel věnují velkou pozornost tomu, aby další generace GPU bylo čipletová řešení. Neboli „multi-GPU“ tvořené několika menšími čipy u výkonných řešení. Je to prostě o parník efektivnější z mnoha hledisek. Problém je, že zatímco čipletové řešení a multi-CPU je funkčně poměrně jednoduché udělat, aby se to tvářilo a fungovalo jako jeden procesor, proto s tím AMD nemá problém, multi-GPU z hlediska fungování grafických čipů, problém byl a je. Vývoj ale probíhá a má se za to, že první čipletové GPU představí právě AMD v rámci RDNA 3 série.
- AMD multi-čipové (čipletové) RDNA příští generace?
A indikace toho se ukrývá v nových patentech, které AMD podalo v závěru minulého roku. Ty jasně ukazují, jak má vypadat takové funkční čipletové GPU řešení. Stejně jako u RYZEN procesorů s čiplety, bude vše založeno na rychlé propojovací komunikační sběrnici. Patent ukazuje řešení až se 4 GPU čiplety.
Podobný design právě od AMD není žádným překvapením (mluví se o něm dlouho). Je to hlavně prakticky jediná cesta, směrem kupředu. Není prostě efektivní vyrábět 500mm2+ GPU na velmi drahých současných procesech, kdy novější výroby než ta 7nm, budou ještě násobně dražší. Jak se ale AMD vypořádá s tím, aby to fungovalo a systém to viděl jako jedno GPU, a ne jako dvě a tedy „CrossFire“ řešení, je stále otázka. Na tu patenty už trochu odpovídají.
Každopádně AMD není jediné, které na multi-čipovém GPU řešení pracuje. Intel jej používá u svých Xe „procesorů“ také (také lepí stejný čip k sobě a to až ve 4 kusech). NVIDIA pak v zákulisí o MCM hovoří už nějakou dobu a obecně se má za to, že jej představí v rámci 5nm architektury HOPPER. Ta ale byla nedávno odložena. Po aktuálním monolitickém AMPERE, dorazí tak ještě další monolitický LOVELANCE někdy v roce 2022. 5nm HOPPER s MCM strukturou se tedy očekává až někdy nejdříve na přelomu let 2023/2024, či spíše v roce 2024 a dál. AMD by tak právě mohlo nějaké první multi čipové GPU řešení zkusit v rámci RDNA 3 vydat už na začátku roku 2023. Má k tomu díky zkušenostem s čipletovými CPU, nakročeno nejlépe. Není to samozřejmě 100% jisté. Někteří mluví o RDNA 3+ jako prvním takovém pokusu, každopádně čiplety jsou zjevná budoucnost GPU. Jednoduše není možné dále zvětšovat čipy. A už vlastně teď vyrábět obří čipy extrémně drahými 7nm, 5nm a menšími procesy je neefektivní. Výtěžnost je nízká, množství odpadu z drahých křemíkových waferů je velké a cena výsledných čipů astronomická. Navíc velká část z nich je prodávána jako „ořezané řešení“, protože prostě nedokáže plně fungovat a má chyby. Velké křemíkové monolity, prostě nejsou efektivní design čipů.
Jsem velmi zvědav na novou generaci GPU, speciálně tedy RDNA 3. Myslím, že se máme obecně na co těšit. Tyhle čiplety by paradoxně mohly zachránit i levné segmenty grafických karet. Pro ty by se tak samostatně draze nemuseli vyvíjet nějaká speciální řešení, jako je doposud. Ale prostě by se používal jen jeden čip místo třeba 4 pro high end GPU. Jde hlavně o to, aby se dal vyrábět co nejefektivnější jeden malý čip pro všechna GPU řešení, a u high end modelů se jen „lepily k sobě“. Ale tak aby zde nebyly nevýhody multi-GPU řešení, jak jsme je znali doposud (CrossFire/SLI). Prostě aby vše fungovalo podobně, jako to AMD dělá u čipletových procesorů dnes. Čipletový design AMD je v rámci procesorů, podle mého názoru, vůbec největší revoluce od dob představení prvního dvoujádrového procesoru. A je tak na čase tuhle revoluci provést i ve světě neefektivních monolitů GPU …
| AUTOR: Jan "DD" Stach |
|---|
| Radši dělám věci pomaleji a pořádně, než rychle a špatně. |
|
)
)
)
)
)
)
)
