Budoucí CPU a GPU: co přinese příští rok?

NVIDIA chystá Pascal

Od firmy NVIDIA bychom ani nečekali, že pro další generaci znovu využije některé z aktuálních GPU generace Maxwell, však v jejich případě jde také vždy o zbrusu nové čipy. Ty se ale nedostaly na trh současně a nejdříve byly vypuštěny výkonné GeForce GTX 980 a 970, pak ještě výkonnější TITAN X a 980 Ti a nakonec slabší GTX 960 a 950. NVIDIA má tedy aktuální desktopovou generaci velice přehlednou a ta obsahuje pouze 6 různých typů, zatímco ta předchozí jich čítala 18. To samé, tedy postupné představování karet se zbrusu novými čipy, jichž nakonec moc nebude, můžeme očekávat i od chystané generace NVIDIA Pascal.
Čipy Pascal byly poprvé představeny již na jaře předchozího roku a od té doby známe také jejich hlavní trumfy, a sice jisté "3D memory" a "Unified Memory" a také rozhraní NVLink. To samozřejmě vedle použití 16nm technologie FinFET+ firmy TSMC, což NVIDIA již stačila potvrdit. Termín 3D memory je jasný, jde o použití rychlých vrstvených pamětí HBM2, zatímco systém Unified Memory znamená, že systémová paměť RAM a paměť karty se spojí do jednoho poolu a do ní bude mít přístup GPU i CPU s využitím jednotného pointeru. NVLink se zase využije spíše v profesionálním sektoru jako nový způsob propojení CPU a GPU či GPU a dalšího GPU, který právě napomůže k lepšímu využití společného přístupu do paměti. Toto rozhraní totiž dosáhne propustnosti kolem 80 GB/s a v jeho možnostech je postupně navýšit rychlost až na 200 GB/s. S tím se dnešní cca 16Gb/s rozhraní PCI Express 3.0 x16 nemůže rovnat.
V létě se už začal probírat přímo konkrétní čip generace Pascal, GP100. Půjde o nástupce dnešních nejlepších Maxwellů, tedy čipů GM200, které jsou složeny z cca 8 miliard tranzistorů. Čip GP100 by tento počet měl cca zdvojnásobit, čili by mohl mít až nějakých 6000 CUDA jader (tedy 6144, kdybychom měli opravdu násobit dvěma). NVIDIA ale v původní roadmap neslibuje přímo dvojnásobný výkon Maxwellu, ale všeobecně se mluví o tom, že GP100 se budou skládat ze 16 až 17 miliard tranzistorů.

GPU	NVIDIA Pascal	NVIDIA Maxwell
Označení nejlepšího GPU	NVIDIA GP100	NVIDIA GM200
Výrobní proces	TSMC 16nm FinFET+	TSMC 28nm HPM
Počet tranzistorů	16 - 17 miliard	8 miliard
HBM (herní karty)	2-16 GB (SK Hynix/Samsung) HBM2	2 - 6 GB GDDR5
HBM (HPC/dvoučipové karty)	32 GB (SK Hynix/Samsung) HBM2	12 GB GDDR5
Propustnost paměti	1 TB/s (max)	336 GB/s (max)
Architektura	Next-CUDA (CUDA 6)	CUDA (Compute Ability 5.2)
Nástupce generace	GM200 (Maxwell)	GK110 (Kepler)

Z hlavních specifikací je vidět, že z hlediska výkonu se NVIDIA spoléhá na to samé, co AMD, tedy nový výrobní proces a paměti typu HBM2. Stále není zřejmé, zda herní Pascaly budou mít opravdu až 16 GB paměti. Osobně bych to viděl tak, že 16 GB bude vyhrazeno pro příští TITAN, zatímco nástupce dnešní GTX 980 Ti dostane 8 GB. Kapacita 32 GB by pak byla vyhrazena o opravdu profesionální řešení založená na architektuře Pascal, která budou využita v superpočítačích a GPGPU stanicích. A jak už bylo řečeno, objevily se i informace o využití pamětí GDDR5X, jež by mohly posloužit v případě, že HBM2 budou pro slabší karty s čipy Pascal stále moc drahé.

V příštím roce tedy proběhne souboj nových grafických generací firem AMD a NVIDIA. Z toho, co zatím známe, můžeme vyvodit, že obě firmy mají k dispozici stejné možnosti, s jejichž pomocí se budou snažit uspět. Souboj to tedy bude velice zajímavý.