Las GPU de módulo multichip (MCM) podrían ser el futuro de los gráficos

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Las GPU son monolíticas; los fabricantes crean toda la GPU como un gran chip. Cada vez es más difícil crear transistores más pequeños, por lo que los días de los chips GPU masivos pueden terminar pronto. En cambio, el futuro podría estar con el Módulo de chips múltiples (MCM).

Índice de contenidos
  1. ¿Qué es una GPU MCM?
  2. ¿Alguien recuerda SLI y Crossfire?
  3. Ya les ha pasado a las CPU
  4. ¿Apple Silicon tiene una GPU MCM?
  5. La tecnología MCM está sobre nosotros

¿Qué es una GPU MCM?

Diagrama MCM de Nvidia
NVIDIA

El concepto de una GPU MCM es simple. En lugar de un chip de GPU grande que contiene todos los elementos de procesamiento, tiene varias unidades de GPU más pequeñas conectadas entre sí mediante un sistema de conexión de ancho de banda extremadamente alto, a veces denominado "tejido". Esto permite que los módulos se comuniquen entre sí como si fueran parte de una GPU monolítica.

Hacer módulos de GPU más pequeños y unirlos es ventajoso sobre el enfoque monolítico. Para empezar, esperaría obtener mejores rendimientos de cada oblea de silicio, ya que una falla solo arruinaría un módulo en lugar de una GPU completa. Esto podría conducir a GPU más baratas y hacer que la escala de rendimiento sea mucho más fácil. Si desea una tarjeta gráfica más rápida, ¡simplemente agregue más módulos!

¿Alguien recuerda SLI y Crossfire?

Una configuración multi-GPU con un puente NVIDIA SLI.
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La idea de usar múltiples chips para potenciar no es nueva. Es posible que recuerde una época en la que las PC para juegos más rápidas usaban varias tarjetas gráficas conectadas entre sí. La solución de NVIDIA se conocía como SLI (Scalable Link Interface) y AMD tenía Crossfire.

La escala de rendimiento nunca fue perfecta, con la segunda tarjeta agregando quizás un 50-70% de rendimiento en promedio. El problema principal fue encontrar una manera de dividir la carga de renderizado entre dos o más GPU. Esta es una tarea compleja, y tanto SLI como Crossfire tenían limitaciones de ancho de banda.

También hubo varias fallas gráficas y problemas de rendimiento que resultaron de este enfoque. Los micro-tartamudeos estaban muy extendidos en el apogeo de SLI. Hoy en día, no encontrará esta función en las GPU de consumo y, gracias a cómo funcionan las canalizaciones de procesamiento en los juegos, SLI ya no es factible. Las tarjetas de gama alta como la RTX 3090 todavía tienen NVLink, para conectar varias tarjetas, pero esto es para cargas de trabajo especiales de GPGPU en lugar de renderizado en tiempo real.

Las GPU MCM se presentan a software como juegos o software de gráficos como una sola GPU monolítica. Todo el equilibrio de carga y la coordinación se manejan a nivel de hardware, por lo que los viejos tiempos de SLI no deberían regresar.

Ya les ha pasado a las CPU

Si la idea de un MCM te suena familiar es porque este tipo de tecnología ya es común en las CPU. Específicamente, AMD es conocida por ser pionera en diseños de "chiplets" donde sus CPU están hechas de múltiples módulos conectados por "infinity fabric". Intel también ha estado creando productos basados ​​en chiplets desde 2016.

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¿Apple Silicon tiene una GPU MCM?

Familia Apple M1
Manzana

Los chips Apple Silicon más recientes contienen múltiples GPU independientes, por lo que no es incorrecto pensar en ellos como un ejemplo de tecnología de GPU MCM. Considere el Apple M1 Ultra, que son literalmente dos chips M1 Max unidos por una interconexión de gran ancho de banda. Aunque Ultra contiene dos GPU M1 Max, presentan una sola GPU para cualquier software que se ejecute en su Mac.

¡Este enfoque de hacer chips más grandes y mejores al unir varios módulos SoC (System on a Chip) ha demostrado ser bastante efectivo para Apple!

La tecnología MCM está sobre nosotros

En el momento de escribir este artículo, la próxima generación de GPU es RDNA 3 de AMD y la serie RTX 40 de NVIDIA. Las filtraciones y los rumores indican una gran posibilidad de que RDNA 3 sea una GPU MCM y abundan los mismos rumores sobre las futuras GPU de NVIDIA.

Esto significa que podemos estar en la cúspide de un gran salto en el rendimiento de la GPU, junto con una posible caída en el precio, a medida que mejoran los rendimientos, lo que reduce el precio de las tarjetas insignia o de gama alta.

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