اطلاعاتی کامل از سیلیکون GP100 انویدیا با معماری پاسکال منتشر شد

پیشتر انویدیا سعی کرد با معرفی Tesla P100 در GTC 2016، اطلاعاتی از سیلیکون GP104 را در اختیار کاربران قرار دهد. اما حالا اطلاعاتی جدید از سیلیکون GP100 که قرار است در کارت‌های گرافیک رده‌بالای این شرکت مورد استفاده قرار بگیرد، منتشر شده که در ادامه سعی می‌کنیم به تفصیل در رابطه با آن صحبت کنیم.

در ابتدا باید اشاره داشته باشیم که این سیلیکون شباهت زیادی با معماری FIJI از کارت گرافیک AMD داشته و در آن شاهد یک ماژول متشکل از چند چیپ هستیم؛ به همین جهت بورد اصلی این گرافیک شاید کمی بزرگ باشد. در این کارت شاهد 4 بخش هستیم که در آنها حافظه‌ها بر روی یکدیگر قرار گرفته‌اند. همچنین سازندگان سعی کرده‌اند از حافظه‌ی نسل جدید HBM2 با مموری کنترلر 4096 بیتی و پهنای باند بسیار بالای 1 ترابایت بر ثانیه استفاده نمایند. این در حالیست که در شتاب‌دهنده Tesla P100 که پیشتر برای سرورها معرفی شده بود، سیلیکون GP104 پهنای باندی برابر با 720 گیگابایت بر ثانیه داشت.

در حالت کلی طراحی این بورد نیز همانند دیکر محصولاتی می‌باشد که انویدیا معرفی کرده و اگر بخواهیم در آن دقیق شویم تنها دو تفاوت عمده را می‌توانیم در آینده پیدا کنیم که شامل حافظه و باس کارت گرافیک می‌شوند. ابتدا باید اشاره داشته باشیم که این کارت گرافیک به کمک رابط PCI-Express gen 3.0 x16 به سیستم شما متصل خواهد شد. گفتن این موضوع از آنجایی اهمیت دارد که بسیاری از منابع اعلام کرده بودند که حافظه‌ی HBM2 که توسط شرکت Hynix (هاینیکس) توسعه داده می‌شوند، برای اتصال به سیستم نیاز به رابطی کاملا جدید دارند و پس از اتصال کارت به سیستم، موتور GigaThread Engine عملیات توزیع کردن کارها میان خوشه‌های پردازشگر گرافیک (GPC) را بر عهده خواهد داشت. همچنین هشت مموری کنترلر مختلف در کنار یکدیگر مجموعا پهنای باند 4096 بیتی حافظه‌ی HBM2 را پدید می‌آورند و یک بخش جدید با نام “High-speed Hub”، اتصال چهار سیم‌ برای خروجی کارت گرافیک از پورت NVLink را انجام خواهد داد.

به صورت کلی، سیلیکون GP100 شامل شش خوشه پردازشگر گرافیکی (GPC) می‌شود که هر کدام از آنها به صورت کاملا جداگانه و مستقل، عملیات پردازش را بر عهده می‌گیرند. در معماری پاسکال و به گونه‌ای که مهندسین انویدیا آن را طراحی کرده‌اند، هر کدام از این خوشه‌ها یا GPC ها، شامل 10 واحد پردازشی SM می‌باشد که هر کدام از این واحدها نیز از 64 واحد پردازشگر CUDA تشکیل شده‌اند. در نهایت هر کدام از خوشه‌ها (GPCها) شامل 640 واحد پردازشگر CUDA بوده و سیلیکون GP100 نیز مجموعا 3840 واحد CUDA خواهد داشت. همچنین تعداد واحدهای پردازشگر TMU نیز 240 واحد خواهد بود. اگر بخواهیم این سیلیکون را با GP104 که در شتاب‌دهنده گرافیکی Tesla P100 مورد استفاده قرار گرفته مقایسه نماییم، در این سیلیکون تنها 56 واحد از 60 واحد SM فعال بودند و به همین جهت مجموع تعداد واحدهای CUDA به 3584 می‌رسید.

ما می‌خواهیم به صورت دقیق این سیلیکون را بررسی کنیم و به همین جهت تا این اندازه در مشخصات فنی آن ریز شدیم. اگر بخواهیم در رابطه با موارد کلی‌تر سخن بگوییم، باید اشاره داشته باشیم که GP100 به کلاک‌های بسیار بالایی مجهز شده و می‌تواند سرعت بسیار زیادی نیز داشته باشد. سرعت کلاک هسته در GP104 برابر با 1328 مگاهرتز بود که در حالت بوست به 1480 مگاهرتز می‌رسید و مصرف برق آن نیز 300 وات بود. شاید این کلاک بسیار بالا در نگاه اول شما را کمی بترساند اما باید به تعداد حافظه‌های انباشته بر روی یکدیگر نیز توجه داشته باشید. البته این کلاک هسته بالا می‌تواند مصرف برق بالایی نیز داشته و گرمای زیادی تولید نماید.

مورد آخری که می‌توانیم در مورد این سیلیکون بدان اشاره داشته باشیم، به سیستم ارتباطی داخلی NVLink مربوط می‌گردد. این سیستم چیزی همانند حالت چند سوکته پردازنده می‌باشد و به صورت اختصاصی توسط انویدیا تولید شده است. دیگر شرکت‌ها نیز از تکنولوژی‌های مشابه خود استفاده می‌نمایند که از میان آنها می‌توانیم به QPI که توسط اینتل توسعه داده شده و HyperTransport که مهندسین AMD خالق آن هستند، اشاره نماییم. این سیستم می‌تواند مسیر بزرگ و مناسبی را برای انتقال اطلاعات در بخش‌های مختلف کارت گرافیک ایجاد نموده و پهنای باند هر کدام از مسیرهای NVLink نیز برابر با 80 گیگابایت بر ثانیه (از هر مسیر) بوده و می‌تواند حالت شبیه‌سازی حافظه میان کارت‌های گرافیک مختلف را ایجاد نماید. این سیستم می‌تواند تا حد قابل توجهی مناسب سیستم‌های سرورها و دیگر کامپیوترهایی باشد که از شتاب‌دهنده‌های گرافیکی استفاده می‌نمایند.

هنوز هیچ کارت گرافیکی با معماری پاسکال از سوی انویدیا معرفی نشده و امیدوار هستیم در نمایشگاه کامپیوتکس، شاهد انتشار اطلاعات بیشتری در این زمینه باشیم.