NVIDIA Pascal GPU NVLINK Nvidia 2016

Nvidia ha aggiornato la tabella di marcia per il nuovo chip grafico Nvidia Pascal: alte prestazioni, HBM2 e NVLink. Sarà prodotto con un nuovo processo produttivo, un design più compatto ed efficiente, memorie ad elevata larghezza di banda, supporto alla memoria unificata e alla connessione NVLink.

Questo nuovo chip non sarà solo un grosso update per gli utenti che possiedono una scheda grafica GeForce, ma l'ultima architettura di calcolo CUDA sarà orientata verso il mercato dell'HPC che include server e workstation.

Durante la fiera della GPU Technology Conference 2015 (GTC) svoltasi a Taiwan, Nvidia ha svelato maggiori dettagli su Pascal, tra cui un design simile al chip Fiji di AMD con però quattro pile di memoria HBM2 e 1 TB/s di bandwith.

Era il 2013 quando Nvidia annunciò la sua nuova roadmap sui chip Nvidia, mettendo in risalto l'architettura Volta prevista per il 2016 come sostituto dell'architettura Maxwell.
Nel 2014 un aggiornamento inaspettato ha portato a rimandare Volta al 2018, sarebbe stato Pascal dunque a sostituire Maxwell nel 2016.

L'architettura Volta sarebbe dovuta essere la prima della casa verde a usufruire di memoria DRAM a pile, tuttavia così non sarà, toccherà a Pascal. Quest'anno alla GTC Nvidia ha condiviso molti dettagli sulla nuova GPU, ma dovremo aspettare il GTC 2016 per una data d'uscita certa, oltre ai modelli.

Nvidia Pascal Prototype Nvidia 2016 NVlink
Presunto prototipo del nuovo chip Pascal.

Ecco cosa sappiamo finora sul chip NVidia Pascal GP100

  • Architettura Pascal;
  • Supporto alle DirectX 12_1 e superiori;
  • Successore del chip GM200 presente sulla GTX Titan X e sulla GTX 980 Ti;
  • Costruito con un processo produttivo a 16 nm FinFet+ di TSMC;
  • Presumibilmente un totale di ben 17 milioni di transistor;
  • Quattro pile di memoria DRAM HBM di seconda generazione (High Bandwith Memory), per un totale di 16 GB di VRAM per la variante consumer, e 32 GB di VRAM per la variante dedicata al mondoprofessionale;
  • Interfaccia a 4096-bit;
  • Tecnologia NVLINK, supporto al Mixed Precision FP16 e supporto completo ai calcoli FP64;

NVLink sarebbe una nuova interfaccia, verrà integrata nei chip grafici Pascal, e permetterà sia alla scheda grafica che al processore di condividere i dati 12 volte più velocemente rispetto ad ora! Questo permetterà di eliminare i fastidiosi colli di bottiglia e permetterà l'ingresso ad una nuova generazione di supercomputer exascale, che saranno 50-100 volte più potenti rispetto ad oggi, oltre ad assicurare un vantaggio per i sistemi HPC.

Quali sono le differenze tra NVLink e PCIe Express 3.0?
Attualmente le GPU sono connesse alle CPU x86/x64 tramite un'interfaccia PCI Express, che limita la banda passante e la capacità piena della GPU di accedere alla memoria della CPU. Questo può causare uno sfruttamento non a pieno della scheda grafica e i così detti "colli di bottiglia".
NVLink tenta di rimuovere questi limiti garantendo il trasferimento completo della banda passante della GPU alla CPU, e velocità e prestazioni molto maggiori per le applicazioni che sfruttano l'accelerazione GPU.

Secondo alcuni rumor, AMD, invece, avrebbe pianificato il lancio di un nuovo chip grafico destinato a competere con Pascal. Il suo nome in codice sarà Arctic Islands, e anch'esso adotterà le memorie HBM2 con un assurdo numero di transistor, che varia tra 17 e i 18 miliardi, utilizzando lo stesso processo produttivo di Pascal.

Differenze tra NVidia Pascal e AMD Arctic Islands

Famiglia GPU AMD Arctic Islands Nvidia Pascal
Nome chip AMD Greenland NVIDIA GP100
Processo produttivo TSMC 16 nm FinFet+ TSMC 16 nm FinFet+
Numero di transistor 15/18 miliardi 17 miliardi
Quantità memoria 4/16 GB HBM2 (SK Hynix) 2/16 GB HBM2 (SK Hynix/Samsung)
Quantità memoria HPC 32 GB HBM2 (SK Hynix) 32 GB HBM2 (SK Hynix/Samsung)
Larghezza di banda 1 TB/s di picco 1 TB/s di picco
Architettura GCN 2.0? Prossima generazione CUDA
Successore di Fiji (Radeon 300/Fury) Maxwell (Geforce 900/Titan X)