کارت گرافیک AMD رادئون Instinct MI100 احتمالا ۸۱۹۲ هسته ی گرافیکی خواهد داشت

براساس جدیدترین شایعات، تراشه‌ی AMD رادئون Instinct MI100، احتمالا از ۸۱۹۲ هسته‌ی گرافیکی بهره برده و مبتنی‌بر معماری وگا خواهد بود.

AMD پیش‌تر در سال ۲۰۱۸ میلادی، پردازنده‌های گرافیکی MI50 و MI60 را معرفی کرد؛ این تراشه‌ها مبتنی‌بر معماری  وگا (Vega) هستند و تحت لیتوگرافی ۷ نانومتری TSMC تولید می‌شوند. هم‌اکنون نیز شایعاتی منتشر شده است که نشان می‌دهد تراشه‌ای جدید با اندازه‌ی بزرگ در کالبدی پرقدرت، به‌جمع این خانواده ملحق خواهد شد. نام رمزگذاری‌شده‌ی آرکتروس (Arcturus) برای این تراشه، مدت طولانی است که برسر زبان‌ها زمزمه می‌شود و اولین‌بار کارمندان AMD در اواخر سال ۲۰۱۸ میلادی به آن اشاره کرده‌اند؛ بااین‌حال هیچ‌گاه مشخص نشد که پردازنده‌ی گرافیکی یادشده، تحت معماری وگا خواهد بود یا معماری Navi. تاکنون AMD محصولات مبتنی‌بر معماری وگا را برای بازار واحدهای هوش مصنوعی و کامپیوترهای محاسباتی بالارده عرضه کرده؛ در حالی که کارت‌های گرافیکی مبتنی‌بر معماری Navi بیشتر بر بازار گیمینگ تمرکز داشته است.

شایعه‌ی جدید نشان می‌دهد آرکتروس عضوی از خانواده‌ی وگا خواهد بود، بنابراین احتمال دارد از همان معماری بهبودیافته‌ی وگا در تراشه‌های موبایل رایزن سری ۴۰۰۰ استفاده شود. براساس این شایعه که حساب کاربری Komachi_Ensak در توییتر منتشر کرده، تراشه‌ی مذکور از حافظه‌ی رم با پهنای باند بالا(HBM) و ظرفیت ۳۲ گیگابایت بهره می‌برد؛ این مقدار ظرفیت، معادل‌ با بالاترین حافظه‌ی رم تعبیه‌شده در خانواده‌ی تراشه‌های Instinct است که پردازنده‌های گرافیکی MI50 و MI60 را نیز شامل می‌شود. همچنین براساس توییت Komachi_Ensak، تراشه‌ی آرکتروس ۸۱۹۲ هسته‌ی گرافیکی خواهد داشت و فرکانس پردازشی و کلاک بوست در پردازنده‌ی گرافیکی یادشده، به ترتیب ۱٫۳۳ و ۱ گیگاهرتز خواهد بود.

گمان می‌رود آرکتروس با تمامی مشخصاتی که ذکر شد، تنها ۲۰۰ وات توان طراحی حرارتی داشته باشد. نکته‌ی مجهول ماجرا این است که آیا امکان دارد این‌حجم از عملکرد پردازشی را درون یک کارت گرافیک از نوع دیتاسنتر گنجاند؟ شاید جواب مثبت باشد، با این‌حال در ادامه‌ی مقاله به شواهد بیشتری در این رابطه اشاره خواهد شد.

اول اینکه، برکسی پوشیده نیست AMD در عملکرد سرعت کلاک پردازنده‌های سری وگا سنگ‌تمام گذاشته است. برای مثال، یکی از موارد اعجاب‌انگیز درباره‌ی تراشه‌های موبایلی رایزن ۴۰۰۰، پردازنده‌های گرافیکی مجتمع در آن‌ها است که سرعت‌های کلاک بسیار بالاتری درقیاس‌با APUهای قدیمی ۱۲ نانومتری دارند؛ سرعت کلاک پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع در تراشه‌ی رایزن 7 4800U، درحدود ۱۷۵۰ مگاهرتز است. این احتمال وجود دارد که جدیدترین معماری‌های وگا AMD با لیتوگرافی ۷ نانومتری، کارایی بیشتری نسبت‌به طراحی‌های اولیه داشته باشد؛ حتی اگر شرکت یادشده، از نظر فنی، توانایی بهبود لیتوگرافی کارت‌های گرافیکی خود را نداشته باشد.

دومین دلیل، تکنیک پیش‌پردازشی binning است که می‌تواند پیشرفت‌های چشمگیری در میزان بازدهی ایجاد کند. برای درک بهتر موضوع، مثالی که در ادامه آمده است را درنظر بگیرید: پیش‌تر AMD، تراشه‌های ۲۸ نانومتری سری رادئون Nano را تولید می‌کرد؛ این تراشه‌ها بازدهی انرژی بهتری نسبت‌به کارت‌های گرافیک جدیدتر پلاریس با لیتوگرافی ۱۶ نانومتری داشتند. درواقع AMD با اندکی کاهش فرکانس پردازشی و استفاده از تکنیک binning در تراشه‌های پرچم‌دار سری Nano، کارت گرافیک یادشده را درقیاس‌با پردازنده‌ی گرافیکی معمولی Fury X، بهبود بخشیده بود. منحنی توان مصرفی کارت‌های گرافیک و پردازنده‌ها به‌شکل خطی نیست؛ به‌عبارتی معمولا آخرین چندصد مگاهرتز منتهی‌به آستانه‌ی فرکانس پردازشی این تراشه‌ها، توان مصرفی بیشتری داشته و به‌ازای هر میزان از عملکرد بهتر، هزینه‌ی بالاتری را به کاربر تحمیل می‌کند. ممکن است AMD با تکنیک‌هایی، فرکانس پردازشی را آن‌قدر کاهش دهد تا تراشه به یک نقطه‌ی بهینه از لحاظ بازده انرژی برسد.

برای درک بهتر موضوع، لازم است بدانید تعداد هسته‌های پردازشی پردازنده‌ی AMD رایزن تردریپر 3990X، دوبرابر بیشتر از تعداد هسته‌های پردازنده‌ی تردریپر 3970X است، بااین‌حال توان طراحی حرارتی هر دو پردازنده ۲۸۰ وات است. تنها عاملی که سبب شده AMD توان طراحی حرارتی را در پردازنده‌ای با تعداد دوبرابر بیشتر هسته‌ها ثابت نگه دارد، کاهش سرعت کلاک است. بنابراین آنچه که ممکن است AMD با تراشه‌ی آرکتروس انجام داده باشد، چندان هم غیرمنطقی نیست. باتمامی موارد یادشده، انتظار می‌رود کاهش توان مصرفی تا یک‌سوم، نهایت آن کاری باشد که AMD می‌تواند انجام دهد. دستیابی به این بازدهی بدون کاهش لیتوگرافی، بسیار تحسین‌برانگیز است.

سوال دیگر این است که چه کسانی مشتری محصولات یادشده‌ی AMD خواهند بود؟ براساس گزارشی از وب‌سایت Phoronix، معماری Navi در پلتفرم لینوکس هنوز از رابط برنامه‌نویسی گرافیکی OpenCl پشتیبانی نمی‌کند و AMD مجبور است برای ایجاد سازگاری با محصولات مبتنی‌بر هسته‌های CUDA، راهکارهایی همچون پلتفرم محاسباتی ROCm را ارائه دهد. هنوز مشخص نیست که ROCm واقعا در هر پروژه‌ای قابل‌استفاده خواهد بود یا خیر. AMD نیز دراین‌باره سکوت کرده است.

درابتدا گمان می‌رفت تصمیم AMD برای ساخت خانواده‌ی محصولات MI50 و MI60 ارتباطاتی با گوگل داشته باشد، ولی تراشه‌ای همچون MI100 می‌تواند با اهداف گوناگونی توسعه یابد. پهنای باند حافظه هنوز نامشخص است؛ آرکتروس ممکن است همان پهنای باند یک ترابایت‌برثانیه را داشته باشد که در کارت‌های گرافیک MI50 و MI60 شاهد بودیم یا اینکه با برخورداری از پهنای باند ۱٫۲ ترابایت‌برثانیه، نماینده‌ی نسل دوم از حافظه‌های با پهنای باند بالا (HBM2) باشد.

بعید به‌نظر می‌رسد که تراشه‌ی آرکتروس به بازار مصرف عمومی عرضه شود؛ زیرا کارت‌های گرافیکی سری Navi پیش‌تر برای این‌بخش از بازار درنظر گرفته شده‌اند. پس این‌گونه می‌توان گفت که کارت‌هایی گرافیکی همچون آرکتروس برای اهداف دیگری همچون مراکز داده و کامپیوترهای محاسباتی بالارده طراحی شده‌اند.