NVIDIA：Maxwell使用统一寻址，Volta集成堆栈式内存
- 发布时间：2023-10-7 7:02:18 作者：佚名
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在看过了Tegra处理器的路线图之后，我们再来看看GTC2013大会上公布的GPU路线图。在此之前我们只知道2013年依然是Kepler架构，不过核心会从去年的GK104变成现在的GK110，再下一代就是原本预计在2013年发布的Maxwell麦克斯韦尔，现在推到了2014年。NVIDIA现在又给出了Maxwell的继任者——
AlessandroVolta(亚历山德罗·伏特，维基链接)，他是一位意大利物理学家，电池的发明者。
现在Volta还只是一个代号，详细的架构信息不得而知，不过NVIDIA此次公布的路线图中给出了每代GPU架构的技术进步，我们可以从中一窥Volta的设计。
Volta的特点是集成了堆栈式内存（StackedDRAM），这意味着DRAM电路与GPU核心非常接近，二者通过TSVs（using
through-siliconvias，硅通孔）技术连接起来。高带宽的板载DRAM设计并非什么新技术，但是这个设计依然非常独特。
以往的一个例子是索尼的PSVita，它的GPU就有128MB的RAM内存，不过并没有使用TSVs设计。Intel的Haswell处理器中新增了GT3级别的核心，还记得以前的新闻吗，GT3核心就具备128MB的嵌入式缓存。
使用堆栈式内存设计的好处不仅在于极大地提高了带宽，而且延迟也会很低，相比外置式内存，它在速度及宽度上都有优势，当然具体如何还要看实际配置。如果内存离GPU核心很近，那么好处不仅是带宽高，而且运行频率也可以很高。
对Volta来说，NVIDIA的目标是为其提供1TB/s的带宽，这个数据是目前带宽最高的GTX
Titan的3倍，后者使用的是384bit位宽，1502MHz的GDDR5显存，带宽也只有288GB/s，那么Volta有可能搭配的是1024bit位宽、速率8Gbps，也有可能是2048bit位宽、4Gbps速率，现在来看实现的难度颇大，不过Volta依然有好几年的时间才能面世，技术进步的速度谁又能说清呢。
更让人感兴趣的是NVIDIA如何解决芯载DRAM的容量问题。目前的DRAM（面积）还是相当大的，特别是GDDR显存，显卡要想完全使用这种设计不太可能，因为目前的消费级显卡的显存容量已经达到了6GB。
NVIDIA更可能的做法是使用分离式DRAM设计，芯片内集成的DRAM主要用作缓存及共享内存的交换池（pool），而外部总线依然会搭配大容量显存，虽然速度会比堆栈式集成的慢一些。
Volta在NVIDIA的路线图时并没有时间表，因此我们不知道它什么时候才能发布。Maxwell原本预计在2013年发布，但是也推迟到明年了，Kepler原本也是在2011年发布的，结果也是在去年才发布。虽然NVIDIA没有说明为什么，但是看起来NVIDIA的产品还是与TSMC的工艺紧密连接在一起，发布新架构时往往需要使用新工艺，Volta的开发需要搭载某个特定的工艺，只不过目前这一切都是未知数。
TSMC还在努力追赶制程工艺最先进的Intel，不过很难预计未来会发生什么，所以(Volta）缺少时间表一点也不奇怪。NVIDIA在演讲中提到了他们会在未来的Parker
SoC（Logan之后的Tegra处理器，蜘蛛侠名字）处理器上使用FinFET（鳍式晶体管，也就是3D晶体管）工艺，但是没有提到Volta也会使用FinFET工艺，因此具体如何还真不好说。
NVIDIA也给出了有关VoltaGPU性能的粗略估计，以单位瓦特的FP64双精度性能为例，K20X大约是5.5GFLOPS/W，Volta大约是24ish，由于NVIDIA还要考虑功耗因素，因此同等TDP下我们可以认为Volta的性能是K20X的四倍左右，其FP64双精度性能大约在5TFLOPS左右。当然，现在的估计只是一个早期预测，Volta离问世还有段距离。
最后，Volta作为最新披露的GPU架构成功吸引住了媒体的眼光，以致于很多人都忽略了Maxwell的存在。Maxwell的设计要点其实也值得一看，它将是NVIDIA第一个使用“统一虚拟寻址（unified
virtualaddress）”技术的GPU架构，这种设计对同时集成CPU和GPU的设备也非常重要，AMD的HSA异构计算要解决的一个问题就是统一寻址问题。
还有ParkerSoC处理器的问题，这是Logan（Tegra5）之后的处理器代号，它将使用Maxwell架构，CPU架构则是Denver，NVIDIA的Project
Denver就是为GPU开发基于ARM指令的CPU核心，意味着Parker及类似的处理器已经可以集成NVIDIA自己的CPU核心了。
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