Nvidia erforscht Multi-Chip-GPUs - Mehr Chips, mehr Shader

Nvidia forscht an Multi-Chip-Modulen für Grafikchips um so auch in Zukunft mehr Leistung bieten zu können.

Es ist fast schon zu einer Selbstverständlichkeit geworden: Eine neue GPU-Generation wird im Idealfall in einer schmaleren Strukturbreite gefertigt, so dass sich noch ein paar zusätzliche Transistoren auf dem Chip unterbringen lassen. Wenn das nichts mehr hilft muss halt der Chip wachsen - und damit die Produktionskosten und die Gefahr fehlerhafte Chips zu produzieren.

Mehrere GPUs auf einem Modul

Da sich die Fertigungsstrukturen in Zukunft immer schwerer weiter schrumpfen lassen hat Nvidia zu forschen begonnen, wie sich die Grafikleistung in Zukunft trotzdem weiter steigern lässt. Zusammen mit der Arizona State University und der University of Texas sowie dem Barcelona Supercomputing Centre arbeitete das Unternehmen jetzt aus, wie sich die GPU-Leistung mithilfe von Multi-Chip-Modulen (MCM) steigern lässt.

Bei diesen MCMs handelt es sich um einfach aufgebaute GPU-Module, die zusammen mit einer Hochgeschwindigkeitsverbindung untereinander kommunizieren. SLI-Verbindungen wäre diese Lösung deutlich überlegen, da bei SLI zwei vollwertige Grafikkarten benötigt werden - mit eigener Spannungsversorgung, Bus-System und Speicher. Durch die schnelle Verbindung der Chips auf dem MCM soll eine solche Lösung zudem deutlich besser skalieren als klassisches SLI oder Crossfire.

Deutlich effizienter als SLI

Gegenüber der bislang größten monolitischen GPU mit 128 SM (Shader-Multiprocessor, in einer GTX 1080 sind davon insgesamt 20 vorhanden die jeweils 128 Shadereinheiten enthalten) war eine MCM-Lösung mit 256 SM gut 45,5 Prozent schneller. Gegenüber einer klassischen Multi-GPU-Lösung via SLI soll die MCM-Variante 26,8 Prozent besser abgeschnitten haben. Im Vergleich zu einer mit aktuellen Mittel nicht produzierbaren monolithischen GPU mit diesen Leistungsdaten soll die MCM-Lösung nur gut 10 Prozent langsamer ausfallen.

Kleine, vergleichsweise einfach zu produzierende Chips mit einer schnellen Verbindung auf ein Modul zu bauen um den Markt so flexibel vom Einstiegs- bis in den Highendmarkt bedienen zu können - das klingt bekannt und erinnert stark an AMDs Vorgehen bei den aktuellen Ryzen-Prozessoren. Dort kommt vom Ryzen-3-Vierkerner bis zum Epyc-32-Kern-Monsterchip ausschließlich der gleiche Chips zum Einsatz, bei den größeren Prozessoren werden allerdings mehrere davon zusammen mit einem schnellen Interconnect zusammengeschlossen.

Quelle: Hexus.net, Nvidia