2019-04-08
【大核心 GPU 已达瓶颈?!】
NVIDIA 计划步向 MCM-GPU 胶水封装
文: Cherry Kwok / 新闻中心
文章索引: IT要闻 显示卡 NVIDIA

为了提升多核 CPU 及 GPU 的效率及性能表现,AMD 及 Intel 都分别在其处理器及绘图卡晶片上用上 MCM 多晶片的封装方式,至于作为 GPU 龙头的 NVIDIA 亦深明 MCM 技术的优势,过去曾多次描述了希望实现 MCM 概念,在今年的 GTC 2019 大会更揭示了在多模晶封装的具体计划「RC 18」,并透露了公司在不久的将来会向多晶片 GPU 方向发展。

 

在 GTC 2017 大会上 NVIDIA CEO 黄仁勋曾说过:“目前制造高性能 GPU 有一个很严重的限制 — 「晶片尺寸的限制」,因为目前现有技术的光刻机受限于光刻模板、光刻光源,几乎不可能制造出更大的 GPU 核心”。即使 NVIDIA 的技术如何进步,核心尺寸不能无止境变大已经成为 NVIDIA 继续提升 GPU 性能的瓶颈。

 

MCM-GPU

MCM-GPU

 

因此,MCM 多核心封装 (Multi-Chip-Module Package )封装开始续步应用在 CPU 及 GPU 领域上,MCM 的封装方式与 NAND Flash 的做法有点类似,容量不够就将 Layer堆叠起来,除了在制造方式简单且具成本优势之外,还可以提高产品的性能。

 

日本媒体PCWatch的报导指出,NVIDIA 为了应付 GPU 核心面积的瓶颈,已计划开发一个名为「RC 18」的多矩阵概念,以最优化的方式整合多个 GPU 模组,达至最高流处理器数、减少通讯层级和链路长度,并可以缩小晶片面积。

 

根据 NVIDIA 研究部主管 William J. Dally的说法,「RC-18」是为 Deep Learning 执行和实现可扩展性的实验,每个晶片内部具有基于TSMC 16nm 工艺及承载 8700 万个晶体管的 16 个 PE(处理元件),因此可以从非常小的尺寸中扩展。16 个 PE 用于控制 CPU Core,片上全局缓冲储存器,并安装了八个 GRS 链路。在实际晶片中,GRS 链路组佔据相当大的面积,每晶片 GRS 的 I/O 频宽达到 100 GB/s。

 

MCM-GPU

 

该研究晶片不是单个管晶,而是具有多管晶配置,其中多个管晶安装在封装上。具体地,其中 36 个管晶设置在有机基板上的 MCM 封装具有可缩放的架构,改善了当前的传输技术。

 

就设计流程而言,RC 18 晶片仍处于实验的基础,在目前的 SoC 中,设计很复杂,晶体管数量很多,设计工作量很大,所以只有 8700 万个晶体管数量相比目前的 GPU 晶片仍有一段距离。

 

即使「RC-18」的 MCM 概念技术研发成功,但可预期的是 NVIDIA 率先亦只会用于数据中心产品之上,因此在游戏 GPU 上实现还是要多等一段时间。

 

MCM-GPU

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