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Übernächste Nvidia-GPU-Generation "Pascal" mit schnellem Interconnect

Kurz nachdem die ersten Maxwell-Grafikchips auf den Markt gekommen sind, kündigt Nvidia Details der 2016 erwarteten Pascal-Generation an, etwa NVlink und Stapel-DRAM.

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Pascal-Modul mit Speicher-Stacks, präsentiert von Nvidia-Chef Jen-Hsun Huang.

(Bild: Nvidia)

Nvidia sucht neue Märkte für die hauseigene GPU-Technik und setzt auf immer höhere und flexibler nutzbare Rechenleistung – also GPGPU-Computing. Erfolgreich sind die Tesla-Rechenbeschleuniger in Supercomputern, viele technische GPU-Neuerungen zielen deshalb weniger auf bessere 3D-Performance für Spiele, sondern auf noch schnellere Parallelverarbeitung von Daten.

In diese Kategorie fallen auch zwei Neuerungen der 2016 erwarteten GPU-Generation Pascal: Der schnelle Interconnect NVlink und Stacked Memory, also SDRAM-Chip-Stapel mit extrem hoher Datentransferleistung. Diese beiden Neuerungen kündigte Nvidia-Chef Jen-Hsun Huang auf der hauseigenen GTC an.

Beim Stapel-RAM setzt Nvidia anscheinend nicht auf den Hybrid Memory Cube (HMC), den ein Industriekonsortium um Micron spezifiziert – mit Datentransferraten von bis zu 480 GByte/s pro HMC-2.0-Stack. Zum Vergleich: Eine GeForce Titan Black kann über ihre 384 Datensignalleitungen auf 12 GDDR5-SDRAMs gleichzeitig zugreifen, die zusammen bis zu 336 GByte pro Sekunde liefern. Der vierkanalige DDR3-1866-Hauptspeicher (PC3-14900) aktueller Xeon-E5-Plattformen liefert höchstens etwa 60 GByte/s, PCIe 3.0 x16 schafft 16 GByte/s (1 GByte/s pro Lane und Richtung).

NVlink kommt als schneller Interconnect zwischen GPUs zusätzlich zu PCIe zum Einsatz.

(Bild: Nvidia)

Den PCIe-Engpass soll NVlink auf bis zu 80 GByte/s weiten – das ist deutlich mehr, als etwa Intels QuickPath-Interconnect (QPI) schafft. Allerdings verrät Nvidia nicht genau, ob es sich um die aggregierte Datentransferrate in beide Richtungen gleichzeitig handelt – dann würde PCIe 3.0 x16 ja auf 32 GByte/s kommen – oder um die Datentransferrate pro Richtung. Mit PCIe 4.0 sind jedenfalls 2 GByte/s pro Lane und Richtung geplant.

Mit GeForce GTX 750 und GTX 750 Ti hat Nvidia im Februar die ersten Maxwell-GPUs vorgestellt. Die aktuelle GeForce Titan Black und das ebenfalls auf der GTC vorgestellte neue Flaggschiff GeForce Titan Z verwenden noch Kepler-Technik. Im vergangenen Jahr auf der GTC2013 hatte Nvidia Pascal noch nicht erwähnt, sondern den Maxwell-Nachfolger Volta: ebenfalls mit Stacked-DRAM, aber ohne konkreten Termin. Anscheinend sind Volta-GPUs weiterhin geplant, sie sollen zwischen Maxwell- und Pascal-Typen erscheinen.

Zunächst bleiben viele Fragen offen, etwa ob Volta und Pascal außer aufgestapelten SDRAM-Dice alternativ oder gleichzeitig auch zusätzliche Speicherchips auf der Grafikkarte ansteuern können. Bisher ist der Grafikkarten-Markt bekanntlich von vielen Varianten geprägt, die sich gerade bei der Speicherbestückung unterscheiden, also in der Kapazität, den Chip-Typen (DDR3 oder GDDR5) und der RAM-Frequenz. Wenn Nvidia künftig den GPU-DRAM-Stapel aus einer Hand liefert, müssen sich die bisherigen Grafikkarten-Hersteller neu aufstellen. Aber vielleicht geht es bei Stacked DRAM zunächst nur um High-End-, Profi- oder Tesla-Versionen. (ciw)

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