پتنت اینتل کار بر روی پردازنده‌های گرافیکی چند تراشه‌ای را تایید می‌کند

Patent اخیر منتشر شده توسط اینتل (از طریق Underfox) ممکن است سنگ بنای طراحی های شتاب دهنده گرافیکی آینده آن باشد – و از رویکرد ماژول چند تراشه (MCM) استفاده می کند. اینتل مجموعه ای از پردازنده های گرافیکی را توصیف می کند که به صورت پشت سر هم کار می کنند تا یک فریم واحد را ارائه دهند. طراحی اینتل به یک سلسله مراتب در بارهای کاری اشاره دارد: یک پردازنده گرافیکی اولیه کل حجم کار را هماهنگ می کند. و شرکت MCM را به عنوان یک رویکرد کلی به عنوان یک گام ضروری برای هدایت طراحان سیلیکونی از مشکلات تولید، مقیاس‌پذیری و تحویل نیرو که از افزایش اندازه قالب در جستجوی ابدی برای عملکرد ناشی می‌شود، در نظر می‌گیرد.

طبق پتنت اینتل، چندین فراخوان (دستورالعمل) طراحی گرافیکی به «تعدادی» از پردازنده‌های گرافیکی سفر می‌کنند. سپس، اولین پردازنده گرافیکی اساساً یک گذر اولیه از کل صحنه را اجرا می کند. در این مرحله، پردازنده گرافیکی صرفاً داده‌های دید (و انسداد) را ایجاد می‌کند. این تصمیم گیری است که چه چیزی را رندر کند، که یک عملیات پرسرعت برای پردازشگرهای گرافیکی مدرن است. سپس، تعدادی از کاشی‌های تولید شده در طی این گذر اول به سایر پردازنده‌های گرافیکی موجود می‌روند. بر اساس آن پاس دید اولیه، آنها مسئول رندر دقیق صحنه مربوط به کاشی های خود هستند، که نشان می دهد چه چیزی ابتدایی در هر کاشی وجود دارد یا نشان می دهد که در کجا چیزی برای رندر وجود ندارد.

بنابراین به نظر می رسد که اینتل به دنبال یکپارچه سازی رندر شطرنجی مبتنی بر کاشی (ویژگی مورد استفاده در پردازنده های گرافیکی امروزی) در کنار محاسبه موقعیت راس توزیع شده (خارج از پاس اولیه فریم) است. در نهایت، زمانی که همه پردازنده‌های گرافیکی قطعه‌ای از پازل خود را که یک فریم است (شامل سایه‌زنی، نورپردازی، و ردیابی پرتو) رندر کردند، مشارکت‌های آنها برای ارائه تصویر نهایی روی صفحه نمایش داده می‌شود. در حالت ایده آل، این فرآیند 60، 120 یا حتی 500 بار در ثانیه اتفاق می افتد. بنابراین امید اینتل برای مقیاس‌بندی عملکرد چندگانه در مقابل ما آشکار می‌شود. سپس اینتل از گزارش‌های عملکرد کارت‌های گرافیکی AMD و Nvidia استفاده می‌کند که در حالت‌های SLI یا Crossfire کار می‌کنند تا افزایش عملکرد بالقوه را در پیکربندی‌های چند GPU کلاسیک نشان دهد. اما، البته، همیشه پایین تر از یک طراحی MCM معتبر خواهد بود.

با این حال، PATENT اینتل در جزئیات در سطح معماری مبهم است و تا جایی که ممکن است زمین را پوشش می دهد – که باز هم در این فضا معمول است. به عنوان مثال، امکان طراحی هایی را فراهم می کند که حتی شامل چندین پردازنده گرافیکی هستند که پشت سر هم کار می کنند یا فقط بخش هایی از پردازنده های گرافیکی را انجام می دهند. این روش برای “سیستم دسکتاپ تک پردازنده، سیستم ایستگاه کاری چند پردازنده، سیستم سرور” و همچنین در طراحی سیستم روی تراشه (SoC) برای موبایل اعمال می شود. این پردازنده‌های گرافیکی یا تجسم‌ها، همانطور که اینتل آن‌ها را می‌نامد، حتی به عنوان پذیرش دستورالعمل‌های دستورات RISC، CISC یا VLIW توصیف می‌شوند. اما به نظر می رسد اینتل یک صفحه مستقیم از کتاب بازی AMD برداشته است و توضیح می دهد که ماهیت “هاب” طراحی MCM آنها می تواند شامل یک قالب واحد باشد که کنترل کننده های حافظه و I/O را جمع می کند.

از آنجایی که سرعت کوچک سازی نیمه هادی ها کاهش می یابد (و همچنان به کندی ادامه می دهد)، شرکت ها باید راه هایی برای مقیاس بندی عملکرد و در عین حال حفظ بازدهی خوب بیابند. در عین حال، آنها باید در معماری نوآوری کنند، فرآیندهای تولید نیمه هادی ها هر روز پیچیده تر و عجیب تر می شوند، با تعداد بیشتری از مراحل ساخت مورد نیاز، تعداد بیشتری از ماسک ها، و در نهایت یکپارچه سازی برنامه های لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV). ما مدتی است که در حال گشت و گذار در بخش بازده کاهشی معادله بوده ایم: افزایش تراکم ترانزیستور سخت تر و سخت تر می شود و افزایش بیشتر نواحی قالب جریمه هایی را برای بازده ویفر در پی خواهد داشت. تنها راه حل این است که چندین قالب کوچکتر را با هم جفت کنیم: داشتن دو قالب مربع 400 میلی متری ساده تر از داشتن یک قالب کاملاً کارکرده 800 میلی متری است.

به عنوان مثال، AMD با پردازنده های Ryzen مبتنی بر MCM خود از اولین نسل خود موفقیت بزرگی پیدا کرده است. شرکت RED هنوز هم پردازنده‌های گرافیکی مبتنی بر MCM را ارائه می‌کند، اما نسل بعدی Navi 31 و Navi 32 آن‌ها ممکن است دارای این فناوری باشند. و ما می دانیم که Nvidia نیز به دنبال رویکرد طراحی جدید Composable On Package GPU (COPA) خود، به طور فعال در حال بررسی طرح های MCM برای محصولات گرافیکی آینده خود است. این مسابقه برای مدت طولانی ادامه داشته است، حتی قبل از اینکه AMD با Zen عرضه شود. اولین شرکتی که طراحی گرافیکی MCM را به کار می گیرد، باید نسبت به رقبای خود مزیت داشته باشد، با بازدهی بالاتر که سود بیشتر را تسهیل می کند – یا قیمت بازار پایین تر. و با توجه به اینکه هر سه AMD، Intel و Nvidia در آینده قابل پیش‌بینی با همان نودهای تولید TSMC قرارداد می‌گیرند، هر مزیت جزئی می‌تواند تأثیر بالقوه بالایی در بازار داشته باشد.