Вчера поздно вечером стало известно, что у компании NVIDIA вместо Вольта случился полный Паскаль. Год назад на конференции игроделов NVIDIA рассказала о гипотетической архитектуре Вольт (Volta), которую следует ждать в 2016-2017 годах и которая первой должна примерить на себе 3D-память HBM (High Bandwidth Memory). На сегодняшней конференции шеф NVIDIA тактично умолчал о решениях поколения Вольт, тогда как в планах компании на 2016 год появились видеоадаптеры Паскаль с 3D-памятью и новым межпроцессорным интерфейсом NVLink. Можно предположить, а хорошие физики в нашей истории не бесконечны, что Вольт будет отодвинут по шкале приоритетов компании на более поздние сроки и сможет похвастаться какими-то инновационными изменениями в архитектуре, тогда как Паскаль станет комбинацией Максвелла, 3D-памяти и NVLink. Во всяком случае, подобное решение может появиться намного быстрее и сулит определённый прорыв только за счёт новых интерфейсов.

Во вчерашней новости мой коллега коснулся основных моментов, связанных со стековой памятью на подложке процессора Pascal и с интерфейсом NVLink. Сейчас мы попробуем растечься мыслью по древу и собрать те крохи информации, которые Дженсен Хуан щедрой рукой швырял в зал с журналистами. Согласитесь, ждали-то от него совсем другого!

Что касается 3D-памяти, то компания NVIDIA пошла по тому же пути, что и компания AMD. Собственно, другого пути нет. Память HBM готовится к стандартизации комитетом JEDEC. Образцы высокоплотной стековой компоновки кристаллов с использованием TSVs-соединений сегодня представили все ведущие производители памяти, но пока та же компания Micron занята продвижением "кубической" HMC-памяти, южнокорейская компания SK Hynix направила все силы на продвижение стандартной HBM-памяти. Как результат, компания AMD уже призналась в любви к памяти SK Hynix. Велика вероятность того, что NVIDIA окажется в тех же объятьях.

За счёт широкополосного интерфейса HBM (х1024) скорость передачи данных между GPU Pascal и памятью на подложке кристалла может трёхкратно превысить пропускную способность, которую мы сейчас наблюдаем между GPU Kepler и GDDR5. По сравнению с GPU Maxwell скорость обмена с памятью за счёт перехода на 3D-память может увеличиться вдвое. Как видим, Паскалю необязательно иметь новую архитектуру, чтобы поразить воображение. При этом важно отметить, что потребление GPU останется неизменным, что позволяет говорить о значительном росте энергоэффективности. По оценкам NVIDIA, энергоэффективность нового 3D-интерфейса памяти в четыре раза превысит возможности сегодняшних решений в этой области.

Касательно интерфейса NVLink. В целом NVLink придуман для обеспечения связки GPU NVIDIA в составе суперкомпьютеров для ускорения GPGPU-расчётов. Прототип модуля Pascal, который компания показала, использует что-то типа стандартного серверного разъёма типа "mezzanine". Впрочем, в перспективе компания рассчитывает распространить использование NVLink также в среде дискретных игровых видеокарт. Серверное назначение нового интерфейса подчёркивает то, что попасть в процессоры Intel или AMD у компании практически нет шансов, а концепция NVLink подразумевает широкополосный обмен не только между GPU, но и между CPU. Компания подчёркивает, что интерфейс NVLink будет закрытым. В связи с этим возникают сомнения, что Intel и AMD захотят связываться с этим проприетарным интерфейсом NVIDIA. У каждой из этих компаний есть своё собственное видение касательно GPGPU-расчётов и ускорителей, где решениям NVIDIA попросту нет места.

Но ведь не зря же NVIDIA сообщила про связку GPU с CPU, да? Напомним, летом прошлого года NVIDIA и IBM заключили стратегическое соглашение о создании общей вычислительной экосистемы. Речь шла также о лицензировании элементов архитектуры IBM Power компаниям NVIDIA и Google. Почему бы не представить обратное? Что компания NVIDIA предоставит компании IBM лицензию на NVLink? Им обеим придётся противостоять x86-совместимым серверным платформам, так что подобный ход событий фактически неизбежен. В ходе выступления директора NVIDIA, кстати, о сотрудничестве с IBM было упомянуто.

Итак, NVLink. По словам компании, это своего рода производительная альтернатива PCI Express 3.0, которая может по скорости в 5-12 раз превзойти штатный интерфейс. Пока, впрочем, преимущество NVLink выглядит скромнее. Восемь линий PCI Express 3.0 могут совокупно обеспечить скорость обмена на уровне 8 Гбайт/с (8 Гбит/с на линию). Шина NVLink в первом поколении сможет похвастаться совокупной производительностью до 20 Гбайт/с по восьми линям на блок (20 Гбит/с). Таким образом, пока мы видим преимущество в два с половиной раза, плюс приближение к паритету после внедрения интерфейса PCI Express 4.0. Явный выигрыш, таким образом, может лежать в сфере энергоэффективности. При этом компания подчёркивает идеологическую близость сигнальной структуры (программной модели) NVLink и PCI Express, что обеспечит простую адаптацию NVLink на уровне драйверов. Во втором поколении NVLink обещают появиться механизмы по синхронизации кэш-памяти отдельных GPU (и CPU?), что добавит в копилку нового интерфейса ещё немного бонусов.