AMD si patentovalo konstrukci multi-čipového (čipletového) GPU – díváme se na RDNA3? Tisk E-mail
Napsal Jan "DD" Stach   
Monday, 04 January 2021
altNa 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.

Starší články


Komentáře
Přidat Nový
ender [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 12:57:47
avatar
Zaujimalo by ma, ze ako sa toto riesenie odlisuje od toho, co pouziva apple v M1. Momentalne M1 processory od Apple maju totiz 7 alebo 8 jadier GPU (buduce verzie pre MAC maju mat dokonca 128 GPU jadier).
petrM78 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 13:15:38

gpu jadra applu jsou vicemene obdobou SM bloku u NV nebo CU u amd. m1 je porad monolit, ale ani bych se nedivil kdyby apple s nejakym cipletovym resenim take prisel.
ender [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 19:48:01
avatar
Dik za vysvetlenie.
Richelieu [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 13:18:53
avatar
Třeba proto, že těch 8 jader je na jednom křemíku.
cch [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 13:06:45
avatar
Klonim se k názoru, te je to CDNA2, a to kvuli symetričnosti.
kell_01 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 16:24:44

Muj nazor je ze cipletove reseni prijde nejdrive 2024 je to hodne slozity reseni sice to bude vykonova bomba ktera by mohla zastavit stoupajici cenu grafickych karet ale situace ve vsem kuli korone co bude jeste tenhle rok trvat tomu nepomuze.
Moc se na to tesim a verim ze potom i 8k nebude zadny problem a RTX pak bude mit konecne naky vetsi smysl
Varin [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 18:05:49

U tohoto řešení je výhoda, že záleží na designu HW a né na optimalizaci ve hrách. Nebude potřeba optimalizovat hry. Tím je ten vývoj aspoň trochu ulehčen a AMD právě tyto věci umí řešit. Bude to zajímavé.
Tomcat22 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 19:19:35

"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."
-----

Proč by to byl takový problém? Dneska jsou GPU stejně uvnitř rozsekané na jednotky, kdy jeden velký monolit obsahuje x bloků o daném počtu jednotek. Různé řady karet se dělí podle toho, jaká část je aktivní. No tak akorát ty bloky nedají na jeden monolit, ale rozdělí je do chipletů. Udělají design na nějaký maximalní počet jendotek/chipletů a místo toho, aby něco vypínali, tak tam pro slabší veze dají těch chipletů míň. Ty další části a interface, co jdou oddělit dají zase do nějakého I/O chipu a bude to jako u procesorů. Akorát budou muset vyřešit propoje mezi chiplety a aby to běhalo rychle a stabilně.
Rafan [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 20:29:43
avatar
To není tak jednoduché. V GPU probíhá nesrovnatelně více výpočtů které musí více méně běžet paralelně s tím že vdaný okamžik musí z těchto mnoha výpočtů vypadnout celek. AMD bude muset vyřešit o řád rychlejší komunikaci mezi čipy GPU s latencemi na úrovni jednoho čipu GPU než potřebuje RYZEN. Toto je především problém na úrovni hardware a nikoli ovladače, který by musel řešit nedokonalost takového navržení. To je cesta kterou AMD i NV pro náročnost ladění takového ovladače pro každou hru zvlášť opustily. Jsem přesvědčen, že se řešení najde. Pro každou konstrukční kancelář a její inženýry je to výzva s potřebou se oprostit od až dosud zažitých přístupů, kdy už nelze z používané koncepce za rozumné peníze vyrazit odpovídající navýšení výkonu a podívat se na problém z jiného úhlu. Né každý je toho schopen. tady vkládám naději do mladých architektů, kteří ještě nejsou ve svém uvažování zglajchšaltováni a neberou autority smrtelně vážně a tedy i slova to nejde.
majklyk [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-04 20:25:31

Že by další důvod proč raději zůstat u AMD ? Kdy hry/engine budou lépe optimalizované na konzole :-)

https://indian-tv.cz/clanek/sestrih-next-gen-her-postavenych-na-unreal-enginu-octj9x?utm_source=http://www.seznam.cz&utm_medium=sekce-z-internetu#dop_ab_variant=0&dop_req_id=tCloWSZaiRc-202101041854&dop_source_zone_name=hpfeed.sznhp.context

RTX3060TI na nějakou dobu misku vah převážila. Uvidíme ....
Shiffty 66 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-05 19:55:21
avatar
Je pravda, ze RX 6700xt vyjde az na konci brezna? :/ Jestli to je pravda, bude to fakt na nic!!
petrM78 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-05 20:35:57

tak nestihaj vyrabet 6800, ryzeny ani cipy do konzoli...nastupce 5500/5600 bych pak necekal driv nez v zari...
Shiffty 66 [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] 2021-01-05 21:37:50
avatar
S ohledem na vydani rtx 3060ti to je ale spatne. :/
Ten co čte [Zobrazit profil] [Poslat zprávu] - Poněkud vylepšený cross fire? 2021-01-09 18:47:24

Už je to fakt dávno, co firma AMD ( resp. ATI ) řekla, že nepůjde cestou monolitů s nízkou výtěžností, ale soustředí se na vícečipové řešení. Mělo se za to, že několik levných slabých jader se vyrovná monolitu od nVidie. U CPU bych v tom problém neviděl, protože každé jádro si dělá svou práci. Ale pokud má několik GPU jader provádět jeden úkol... Faktem ale je, že crossfire fungoval lépe než SLI a nakonec se i AMD vydalo cestou monolitů. Pravdou je, že Izraelci kdysi našli způsob, jak rozjet v páru kartu od nVidie a AMD (ATI). Třeba jim to bude fungovat. :-)
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
 

Najdete nás na Facebooku

.... a také na Twitteru

RSS

DDWorld.cz

DDWorld - Blogy a videa

DDWorld - Magazín

Poslední příspěvky v diskuzích


Videa
Marvel 1943: Rise of Hydra – využije úžasně vypadající UE 5.3!
Marvel 1943: Rise of Hydra – využije úžasně vypadající UE 5.3!Pondělí, 25 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 581x
Komentářů: 0
Horizon Forbidden West vyšlo na PC – solidní port!
Horizon Forbidden West vyšlo na PC – solidní port!Pátek, 22 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1534x
Komentářů: 8
Baldur's Gate 3 se nedočká DLC, datadisku ani pokračování!
Baldur's Gate 3 se nedočká DLC, datadisku ani pokračování!Čtvrtek, 21 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1229x
Komentářů: 1
Alien: Romulus – nový film naváže na klasiku!
Alien: Romulus – nový film naváže na klasiku!Středa, 20 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Film
Spuštěno: 1908x
Komentářů: 4
The Acolyte – hraný Star Wars seriál v novém stylu
The Acolyte – hraný Star Wars seriál v novém styluÚterý, 19 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Film
Spuštěno: 1160x
Komentářů: 0
Far Cry slaví 20 let! Také si přijdete staří?
Far Cry slaví 20 let! Také si přijdete staří?Čtvrtek, 14 březen 2024
Vložil: aDDmin
Kategorie: Počítačové hry
Spuštěno: 1911x
Komentářů: 3