„Nvidia“ stumia atminties patobulinimus, vieningą „gpus“ architektūrą, mobiliuosius procesorius

Praėjusią savaitę vykusioje „Nvidia“ GPU technologijos konferencijoje nustebau pamatęs tiek grafikos, tiek GPU technologijos judesius - darbalaukyje ir mobiliuosiuose įrenginiuose - ir tai, kaip žmonės turės pakeisti programinės įrangos rašymo būdą, kad ja pasinaudotų.

Pagrindinis judėjimas yra nukreiptas į nevienalytę programinę įrangą, programas, kurios vienu metu gali naudoti ir tradicinį mikroprocesorinį procesorių, ir GPU. Tai nėra nauja koncepcija - tiek „Nvidia“, tiek „AMD“ apie tai jau kurį laiką kalbėjo, tačiau abi pusės artėja.

AMD požiūris buvo skatinti tai, ką ji vadina „pagreitinto apdorojimo įrenginiais“, kurie sujungia ir GPU, ir CPU ant vieno elemento, ir tai, ką ji vadina „heterogeniška sistemų architektūra“. Keletą pastaruosius metus ji rėmė HSA, o pernai kartu su 21 bendrove įsteigė HSA fondą, kad sukurtų atvirus nevienalyčio skaičiavimo standartus.

„Nvidia“ požiūris buvo labai skirtingas, daugiausia dėmesio skiriant „CUDA“ platformoms, skirtoms programinės įrangos rašymui savo GPU, ir „Tesla“ GPU versijai, kuri dabar naudojama superkompiuteriuose, tokiuose kaip „Oak Ridge“ nacionalinės laboratorijos „Titan“ superkompiuteris. Tokiose sistemose gana sudėtinga programinė įranga valdo tai, kas skaičiavimas veikia centriniame procesoriuje, o kas - GPU.

„Nvidia“ generalinis direktorius Jen-Hsunas Huangas, atidaręs savo pagrindinį pranešimą, sakė: „Vaizdinė kompiuterija yra galinga ir unikali laikmena. Per pastaruosius 20 metų ši laikmena pavertė asmeninį kompiuterį informacijos ir produktyvumo kompiuteriu kūrybingumo, išraiškos ir atradimų kompiuteriu.. “ Per ateinančius kelerius metus turėtų paaiškėti, ar tas perėjimas siekia plokščiakalnį, ar iš tikrųjų jis tik prasideda “.

Kaip ir buvo galima tikėtis, Huangas daug kalbėjo pagrindiniame pranešime apie tai, kaip auga GPU skaičiavimas, paremtas CUDA. Bendrovė išsiuntė 430 milijonų CUDA turinčių GPU ir 1, 6 milijono CUDA programavimo rinkinių atsisiuntimų; „Nvidia“ GPU dabar naudojami 50 superkompiuterių visame pasaulyje. Pavyzdžiui, pasak jo, „Titan“ neseniai atliko didžiausią pasaulyje kietų medžiagų mechaninį modeliavimą, naudodamas 40 milijonų CUDA procesorių, kad užtikrintų 10 nuolatinių našumų. Jis taip pat sakė, kad GPU kompiuterija turi daug galimybių „didžiųjų duomenų“ programose.

Huangas sukvietė atstovą iš Shazamo pasikalbėti apie tai, kaip įmonė naudoja GPU, kad padėtų suderinti daugybės vartotojų muziką ir garsą. Tuomet Huangas paminėjo, kad bendrovė, vadinama „Cortexica“, panašią technologiją naudoja vizualinei paieškai.

Svarbiausia, kad įmonė parodė naują savo GPU variklio, naudojamo tiek „GeForce“ žaidimų produktuose, tiek „Tesla“ serijoje, planą. Dabartinė GPU architektūra vadinama „Kepler“, kuri buvo pristatyta pernai. Kita versija, žinoma kaip „Maxwell“, pasirodys kitais metais. Pridedant „vieningos virtualiosios atminties“ architektūrą, žengtas didelis žingsnis į nevienalytį skaičiavimą, ty procesorius ir GPU galės matyti visą sistemos atmintį.

Tai svarbu todėl, kad vienas didžiausių GPU skaičiavimo trūkumų buvo duomenų perkėlimas iš pagrindinės atminties sistemos į grafinę atmintį ir todėl, kad sunku buvo parašyti programinę įrangą, kurioje naudojami abiejų tipų procesoriai. („AMD“ paskelbė panašią funkciją savo „Kaveri“ procesoriui, kuri bus pristatyta šių metų pabaigoje. Aš šiek tiek neaiškus, kaip tai veikia be tiesioginės CPU gamintojų paramos, tačiau tai tikrai požiūris, kurį pamatysime daugiau iš einant į priekį.)

2015 m. Huangas pažadėjo kitą versiją, pavadintą „Volta“, kuri paims grafikos atmintį ir sukraus ją tiesiai ant GPU, dramatiškai padidindama atminties pralaidumą iki maždaug vieno terabaito per sekundę. Palyginimui, bendras maksimalus „Kepler“ pralaidumas yra apie 192 gigabaitai per sekundę.

Daugybė kompanijų, įskaitant „Intel“, kalbėjo apie atminties kaupimą procesoriaus viršuje, tačiau laidai, skirti prijungti atmintį ir procesorių, kuriame naudojama technika, vadinama per silicio vias, buvo sudėtingi. Kiek žinau, „Volta“ yra pirmasis gana įprastas procesorius, paskelbęs, kad turės šią funkciją.

Mobilusis planas turi tas pačias funkcijas. Neseniai bendrovė paskelbė apie savo „Tegra 4“ (kodiniu pavadinimu „Wayne“) ir „Tegra 4i“ (kodiniu pavadinimu „pilka“) procesorius. „Logan“, kuris turėtų būti gaminamas 2014 m., Prideda pirmąją „CUDA“ palaikančią grafiką „Tegra“ serijoje. Tai bus daroma 2015 m. Kartu su „Parker“, kuris sujungs „Maxwell GPU“ technologiją su pirmuoju bendrovės unikaliu CPU pagrindiniu dizainu, 64 bitų ARM procesoriumi, žinomu kaip „Project Denver“. (Atminkite, kad nors abu procesoriai turi bendrą GPU dizainą, tikrųjų grafinių branduolių skaičius mobiliajame procesoriuje greičiausiai bus daug mažesnis nei stalinių kompiuterių versijose.)

Tai turėtų būti įdomu tiek dėl vieningos atminties architektūros, tiek dėl to, kad ji turi būti pagaminta naudojant 3D „FinFET“ tranzistorius. „Intel“ naudoja šią techniką savo 22 nm procesoriuose ir abu ilgamečiai „Nvidia“ gamybos partneriai Taivano „Semiconductor Manufacturing Corp.“ ir konkurentai „Globalfoundries“ teigė, kad kažkada kitais metais turės „FinFETS“. Tikėtina, kad masinė gamyba bus pradėta 2015 m.

„Per penkerius metus mes padidinsime„ Tegra “pasirodymą 100 kartų“, - pažadėjo Huangas.

Be abejo, didelis klausimas yra tai, kam naudosime kompiuterio arklio galią. Man gana lengva pamatyti didelio našumo skaičiavimo ir „didelių duomenų“ programas - jos toliau auga ir gali lengvai naudoti lygiagrečių GPU skaičiavimo funkcijas. „Nvidia“ siūlys šias funkcijas įvairiais būdais, įskaitant „Tesla“ plokštes, skirtas darbo vietoms ir superkompiuteriams; jos GRID CPU serverio virtualizacijos technologija verslo serveriams; ir naujas GRID virtualus kompiuterinis įrenginys (VCA), 4U važiuoklė su „Xeon“ procesoriais, Keplerio pagrindu veikiantys GPU ir atmintis, skirti skyriams.

Ir, žinoma, žaidimuose bus naudojama daugiau grafikos, kiekvienos kartos tikrovė taps realistiškesnė. Ekranų dydis ir skiriamoji geba didėja, o žmonės nori daugiau grafikos. Huangas pademonstravo naują bendrovės aukštos klasės stalinę grafikos plokštę, pavadintą „Titan“, vykdydama realiojo laiko vandenyno modeliavimą iš „Waveworks“. Tai taip pat demonstravo „Faceworks“, 3D kalbėjimo galvą, pavadintą Ira (aukščiau), sukurtą kartu su USC Kūrybinių technologijų institutu.

Visų šių funkcijų pritaikymas mobiliesiems yra ypač įdomus. Nesu visiškai tikras, ar man tikrai reikia visos aukštos klasės stalinio kompiuterio GPU mobiliajame įrenginyje galios - galų gale penkių colių ekrane rodoma pakankamai 1, 980–1080, bet net neabejoju, kad žmonės ras tai naudojimą. Vienas rūpestis yra tas, kad jis sunaudos per daug energijos, tačiau Huangas teigė, kad Loganas bus „ne didesnis nei centas“. Bet kokiu atveju man bus įdomu pamatyti, ką žmonės padarys su tokiu dideliu spektakliu.

Apskritai, „Nvidia“, kaip ir AMD, lažinasi dėl nuolatinių grafikos patobulinimų, suvienodintos atminties ir nevienalyčio požiūrio į CPU ir GPU programavimą. AMD sakytų, kad ji dirba su atvirais standartais, o „Nvidia“ norėtų pabrėžti CUDA sėkmę, ypač didelio našumo srityje. Ir, žinoma, yra „Intel“, kurio grafika šiandien atsilieka ir nuo „AMD“, ir „Nvidia“, tačiau vis dar dominuoja kompiuterio procesoriaus srityje. Ji taip pat turi savo programinės įrangos įrankių rinkinį. Skirtingi požiūriai turėtų paversti tai patrauklia sritimi.