Производительность NVIDIA Pascal в режиме FP64 превысит 4 терафлопса

О том, на какой именно фабрике будут производиться новые чипы, компания умолчала, но имя главного контрактного поставщика было названо — TSMC, сообщает "3Dnews".

Первые образцы процессора GP100 были получены именно c помощью вышеупомянутого техпроцесса TSMC. Поэтому не исключен сценарий, в котором мы увидим анонс Pascal уже в первой половине 2016 года. Ранние предсказания о том, что выпуском Pascal может заняться и Samsung, не оправдались.

Плотность упаковки транзисторов, как мы уже знаем, удвоена в сравнении с Maxwell GM200, так что Pascal будет состоять из примерно 16-17 миллиардов активных элементов. В сравнении с технологией 20SoC, техпроцесс 16FF+ может обеспечить до 40 % прироста производительности и до 60 % выигрыша в уровне энергопотребления, что для таких монстров, как GP100, является очень важным фактором.

О GP100 известно следующие факты:

- поддержка возможностей DirectX 12 уровня 12_1 или выше;
- Наследник GM200, будет использован в новых флагманских моделях видеокарт;
- производится с использованием техпроцесса TSMC 16-нм FinFET+;
- состоит из 16 ‒ 17 миллиардов транзисторов;
- впервые получен в кремнии ещё в июне 2015 года;
- получит 4 сборки HBM2 4-Hi, объём памяти — 16 Гбайт в потребительской версии, 32 Гбайт в профессиональном варианте;
- ширина интерфейса памяти 4096 бит;
- получит высокоскоростную шину NVLink;
- будет поддерживать вычислительные нагрузки смешанного характера: FP16, 32 и 64;
- производительность в режиме FP16 вдвое выше, нежели в режиме FP32, полноценная поддержка FP64;
- производительность в режиме FP64 свыше 4 терафлопс (см. вышеприведённую диаграмму);
- производительность в режиме FP32 свыше 10 терафлопс.

А в следующем поколении процессоров под кодовым названием Volta NVIDIA планирует достичь цифр в районе 7 терафлопс, что очень впечатляет: новейший 14-нм ускоритель Intel Knight’s Landing развивает в режиме FP64 лишь несколько более 3 терафлопс, а самый мощный на сегодня двухпроцессорный ускоритель NVIDIA Tesla K80 — всего 2,91 терафлопса, да и то в турборежиме.

Volta послужит основой для нового поколения сверхмощных суперкомпьютеров, таких, как Summit Supercomputer (Oak Ridge National Laboratory) и Sierra Supercomputer (Lawrence Livermore National Laboratory). Оба проекта рассчитываются на пиковую производительность более 100 петафлопс и будут включать в себя несколько тысяч узлов производительностью более 40 терафлопс каждый.

Несомненно, процессорам Pascal нужна по-настоящему быстрая шина для обмена данными между собой в многочисленных узлах суперкомпьютера или вычислительного кластера. Такую шину GP100 действительно получит. Первое поколение NVLink будет обладать пропускной способностью 80 Гбайт/с, в будущих реализациях NVIDIA надеется увеличить этот показатель до 200 Гбайт/с. Неплохое добавление к уже имеющимся 1 Тбайт/с в случае обмена данным с памятью HBM2. В NVLink будет воплощена концепция унифицированной виртуальной памяти (UVM) с произвольной адресацией. Поскольку пропускная способность NVLink в 5-12 раз превысит аналогичный показатель PCI Express, реализация UVM не станет узким местом.

HBM2 в Pascal и Volta при пропускной способности 1,2 Тбайт/с добавляет целых 60 ватт к энергопакету процессора. В дальнейшем планируется достичь скоростей в районе 2 Тбайт/с, и тут-то и начинается ужас: пропускная способность HBM2 на уровне 2,5 Тбайт/с обойдётся в 120 ватт на процессор, а при повышении ПСП до 3 Тбайт/с этот показатель увеличится до 160 ватт.

Новая архитектура Pascal и первый процессор на её основе, GP100, появится в 2016 году, что официально подтверждено NVIDIA. Насчёт первой половины года заявлений нет, но с учётом всех вышеперечисленных факторов вероятность раннего анонса Pascal довольно высока. Компания также заявила о поддержке широкого спектра платформ — x86, ARM и IBM Power.

Для рынка HPC будут выпущены модули Pascal с поддержкой NVLink, в то время, как классические графические карты и серверные ускорители сохранят привычный форм-фактор PCI Express c пропускной способностью до 16 Гбайт/с. Посмотрим, каков будет ответ AMD: её новая "тяжёлая артиллерия" под кодовым названием Arctic Islands, базирующаяся на техпроцессе Global Foundries 14FF и новой версии архитектуры GCN, обещает стать серьёзным соперником Pascal.

Фото: "3Dnews".