О преимуществах улучшенного интерфейса памяти в видеокартах нового поколения

   Графические чипы нового поколения получат ещё более широкую и быструю шину памяти по сравнению с предшественниками. Так, AMD планирует переход с 256-битного на 384-битный интерфейс памяти, а Nvidia пошла ещё дальше, предусмотрев 512-разрядную шину в своих будущих видеокартах высокого уровня. В связи с этим возникает вопрос: окажется ли такой прогресс полезным в обычных графических расчётах или речь идёт скорее о повышении эффективности в векторных вычислениях с плавающей запятой, характерных для технологий вычислений общего назначения?

   Вы, вероятно, уже заметили, что следующее поколение старших моделей видеокарт AMD серии Radeon HD 7900 на ядре Tahiti и видеокарт Nvidia архитектурного поколения Kepler на чипе GK100 обеспечивают более высокую пропускную способность видеопамяти, в том числе даже за счёт увеличения ширины шины памяти. На данный момент AMD сделала шаг вперёд от 256-битной шины памяти GDDR5 в моделях серии Radeon HD 6900 до 384-битного интерфейса в моделях серии Radeon HD 7900, планируемых к выпуску в начале следующего месяца. Графический чип Nvidia GK100, появления которого следует ожидать через несколько месяцев, будет оснащаться уже 512-битной шиной в противоположность 384-битному интерфейсу в видеоадаптерах серии GeForce GTX580 и профессиональных видеоускорителях семейств Quadro и Tesla. Хотя в современных условиях выполнение такой задачи вызывает не больше сложностей, чем расширение дорожного полотна магистральной автострады, это в любом случае сопряжено с серьёзными усилиями, обусловленными необходимостью добавления контактных штырьков видеочипа и повышения питающей нагрузки на систему, а также необходимостью решения ряда технических вопросов с компоновкой печатной платы, что в сумме позволит не только увеличить разрядность шины памяти, но и повысить её быстродействие.

   Сферы реализации указанных аппаратных улучшений в плане традиционных графических расчётов связаны прежде всего с приходом в мир компьютеров (будем надеятьcя, окончательным приходом) дисплеев с разрешением 4 тыс пикселей и обеспечением повышенной плавности видеоряда при использовании технологий стереоскопического 3D. Впрочем современные подсистемы видеопамяти в графических ускорителях класса high end довольно неплохо справляются с этой задачей, не говоря уже, конечно, о более высоких значениях FPS благодаря более быстрой памяти. А где ещё пригодятся расширенные возможности улучшенного интерфейса памяти?

   Графические чипы характеризуются очень высокими пиковыми значениями в операциях с плавающей запятой, однако реальное быстродействие в интенсивных вычислениях с плавающей запятой в значительной степени определяется доступной полосой пропускания видеопамяти. В то время как увеличение ширины интерфейса памяти на 33% обеспечивает 5%-й прирост FPS, в тех же условиях повышение эффективности в векторных расчётах превышает 20%, без изменений по другим направлениям. Итак, какие бы цели ни преследовал производитель, расширяя интерфейс для связи графических чипов нового поколения с выделенной видеопамятью, улучшенная пропускная способность шины памяти в сочетании с возможностью увеличения объёма видеопамяти обеспечивает наибольшие преимущества именно для неграфических вычислений. Какова потенциальная выгода в этом случае? Ваш компьютер, а также комплексные системы, оптимизированные для вычислений общего назначения средствами GPU, позволят очень быстро выполнять больший объём задач в области высокопроизводительных вычислений (High-Performance Computing, HPC).