بزرگنمايي:

نسیم گیلان - انویدیا نشان تجاری جدیدی برای پردازنده‌های گرافیکی خود ثبت کرد 6
١
٠
لینک کوتاه در کلیبرد کپی شد! http://akhr.ir/5883607
-->
زومیت / انویدیا تصمیم گرفته است برای معماری بعدی پردازنده‌های خود از نام هاپر استفاده کند. این نام به‌احترام مخترع اولین کامپایلر تاریخ، گریس هاپر انتخاب شده است.
حدو یک ماه پیش، خبری مبنی‌بر طراحی معماری پردازنده‌ی گرافیکی جدید در انویدیا منتشر شد. شایعه‌ها نام هاپر (Hopper) را برای معماری آتی پیشنهاد می‌دادند که به‌احترام گریس هاپر، مخترع اولین کامپایلر تاریخ، انتخاب شده بود. اکنون رسانه‌ی Videocardz تا حدودی صحت ادعاها را اثبات کرده است. اخبار جدید اطلاعات قبلی را از حالت شایعه خارج می‌کنند؛ البته درحال‌حاضر تنها همان نام هاپر به‌صورت کامل تأیید می‌شود.
برخی کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند هاپر برخلاف ادعاهای قبلی، ممکن است پردازنده‌ی گرافیکی MCM نباشد. البته باتوجه‌به شایعه‌های قبلی که نام تجاری معماری جدید را به‌صورت صحیح پیش‌بینی کرده بودند،‌ شاید بتوان سایر اخبار قبلی را نیز صحیح دانست. شایان ذکر است انویدیا نام تجاری دیگری نیز به‌نام Aerial ثبت کرده که از اسناد دفتر پتنت و حقوق مالکیت معنوی آمریکا استخراج شده است.
پیاده‌سازی MCM در دنیای پردازنده‌های گرافیکی
انویدیا می‌تواند با استفاده از فناوری MCM، دنیای پردازنده‌های گرافیکی را متحول کند. آن‌ها با استفاده از فناوری جدید توانایی عرضه‌ی پردازنده‌ای آن‌چنان قدرتمند را خواهند داشت که هیچ‌یک از تراشه‌های سنتی یکپارچه حتی نمی‌تواند به آن نزدیک شود. فناوری مذکور را می‌توان قدم بعدی در مسیر تکامل دنیای GPU دانست. جزئیات رسمی ثبت‌نام تجاری هاپر را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید:

نام‌گذاری معماری‌‌های انویدیا همیشه براساس نام پیش‌گامان دنیای کامپیوتر انجام می‌شود و این نمونه نیز تفاوتی با نمونه‌های قبلی ندارد. معماری هاپر با احترام به گریس هاپر انتخاب شد که از پیش‌گامان علوم کامپیوتر و یکی از اولین برنامه‌نویسان کامپیوتر Harvard Mark 1 بود. او اولین ساختارهای لینک‌دهی تاریخ را نیز اختراع کرده است. هاپر ایده‌ی زبان‌های برنامه‌نویسی مستقل از ماشین را مطرح کرد که به توسعه‌ی زبان COBOL انجامید. کوبول یکی از زبان‌های برنامه‌نویسی اولیه‌ی سطح‌بالا بود که هنوز کاربرد دارد. او درادامه به ارتش آمریکا پیوست و در بسیاری از فعالیت‌های کشورش در جنگ جهانی دوم نقش ایفا کرد.
طراحی مبتنی‌بر MCM را می‌توان قدم بعدی تکامل دنیای پردازنده‌های گرافیکی دانست. درحال‌حاضر، محدودیت‌های ابعادی شبکیه‌ی اسکنرهای EUV، موانع پیش‌ روی توسعه‌ی بیشتر پردازنده‌ها هستند. بهینه‌سازی‌های معماری و طراحی MCM را می‌توان جبهه‌ی بعدی منطقی دانست. AMD اکنون از این طراحی در حوزه‌ی پردازنده‌های مرکزی استفاده می‌کند؛ درنتیجه، می‌توان پردازنده‌های گرافیکی را محل بعدی پیاده‌سازی MCM آن‌ها دانست. به‌همین‌دلیل، انویدیا تلاش می‌کند در پیاده‌سازی MCM در GPU، رویکردی سریع‌تر داشته باشد.
AMD تاکنون خود را به‌عنوان تولیدکننده‌ی حرفه‌ای محصولات مبتنی بر MCM ثابت کرده است. سری‌های رایزن و تردریپر این شرکت ساختارشکنی چشمگیری در بازار پردازش‌های سنگین به‌ارمغا آوردند. AMD با پیاده‌سازی MCM توانست پردازنده‌های 6 هسته‌ای گران‌قیمت را به گزینه‌هایی 16 هسته‌ای و مقرون‌به‌صرفه تبدیل کند. با پیاده‌سازی رویکرد جدید، قدرت پردازنده‌های سرور و نمونه‌های Xeon در دست کاربران عادی قرار گرفت. حال سؤال این است: چرا نتوان همین رویکرد را در پردازنده‌های گرافیکی پیاده‌سازی کرد؟ به‌هرحال، امروزه انویدیا می‌تواند از فلسفه‌ی طراحی MCM برای عبور از محدودیت ابعاد شبکیه‌ی اسکنرها استفاده کند و پردازنده‌هایی عظیم با سطح خالص بیش از هزار میلی‌مترمربع تولید کند. MCM علاوه‌بر این‌ها، چه برتری‌هایی دارد؟
معماری MCM (مخفف Multi Chip Module) ازلحاظ نظری برای پردازنده‌های گرافیکی دارای ساختار موازی کارایی فراوانی خواهد داشت. پردازنده‌های مرکزی ساختار سری دارند. به‌علاوه بازدهی تولید نیز با عبور از فناوری قالبی و استفاده از MCM افزایش می‌یابد. قالب‌های بزرگ تولید تراشه بازدهی کم و قیمت گرفت و هدررفت زیادی دارند. تراشه‌های متعدد که با استفاده از همان ابعاد قالب ساخته می‌شوند، بازدهی تولید را افزایش می‌دهند. چنین مزیتی در پردازنده‌ی گرافیکی هاپر انویدیا اهمیت زیادی خواهد داشت.
برای بررسی مزیت بازدهی تولید می‌توان از ابزاری به‌نام Silicon Edge استفاده کرد. بررسی اولیه‌ی MCM روی ابزار مذکور نشان‌دهنده‌ی بهبود بازدهی تولید است. ابتدا قالبی با ابعاد 484 میلی‌متر مربع (Vega 64) آزمایش شد که برابر با سطحی 12 در 12 میلی‌متر است. می‌توان همین سطح را به چهار قالب 11 در 11 میلی‌متر تقسیم کرد و به همان سطح نهایی خالص 484 میلی‌مترمربع رسید. با چنین رویکردی، بازدهی تولید تراشه از ویفر نیز افزایش می‌یابد. درادامه، چگونگی افزایش بازدهی را بررسی می‌کنیم.
هر ویفر 300 میلی‌‌متر توانایی تولید 114 قالب یکپارچه‌ی 22 در 22 میلی‌‌متر یا 491 قالب کوچک‌تر 11 در 11 میلی‌متر را دارد. ازآنجاکه برای تولید هر قالب بزرگ، به چهار قالب کوچک نیاز داریم، درنهایت به 122 قالب MCM با سطح خالص 484 میلی‌‌مترمربع می‌رسیم. این عدد در‌مقایسه‌با 114 عدد مذکور، افزایش بازدهی تولید به‌میزان 7/6 درصد را نشان می‌دهد.
در فرایند تولید تراشه‌های بزرگ‌تر، بازدهی تولید بیشتر نیز می‌شود. در روش‌های لیتوگرافی، حداکثر ابعاد سطح تراشه‌ی تولیدی 815 میلی‌متر مربع عنوان می‌شود. در هر ویفر 300 میلی‌‌متری می‌توان 64 عدد از این تراشه‌ها (با ابعاد 28/55 در 28/55 میلی‌متر) یا 285 تراشه‌ی کوچک‌تر (با ابعاد 14/27 در 14/27 میلی‌متر) تولید کرد؛ درنتیجه، با استفاده از چهار قالب کوچک‌تر برای ساخت قالب بزرگ، 71 قالب MCM خواهیم داشت که در‌مقایسه‌با عدد 64 قبلی، 11 درصد افزایش بازدهی نشان می‌دهد.
با استفاده از روش MCM افزایش بازدهی تولید تراشه را شاهد خواهیم بود
مقایسه‌های مذکور بدون درنظرگرفتن عوامل متعدد طراحی و بسته‌بندی تراشه‌ها انجام شده است؛ البته به‌هرحال دیدگاهی کلی از برتری‌های تولید MCM به‌دست می‌آید. نکته‌ی جالب اینکه کاهش هدررفت نیز با تولید قالب‌های کوچک‌تر ممکن می‌شود که مزیت درخورتوجهی خواهد بود. قطعا تولید تراشه‌ی یکپارچه‌ی معیوب با ابعاد 815 میلی‌مترمربع، خسارت بیشتری از تولید نمونه‌ی معیوب 203 میلی‌مترمربعی دارد. درنهایت، روش جدید را می‌توان شامل مزیت کاهش تأثیر قالب‌های معیوب نیز دانست؛ چراکه با درنظرگرفتن همین عامل، بازدهی تولید MCM بازهم افزایش می‌یابد.
شایان ذکر است انویدیا توانایی و ظرفیت تولید تراشه براساس روش MCM را دارد و با استفاده‌ی احتمالی از آن در تولید پردازنده‌های هاپر، مزیت‌های متعدد بازدهی تولید را نیز دریافت می‌کند. باتوجه‌به اینکه معماری هفت‌نانومتری اکنون در وضعیتی بالغ در روش‌های تولید EUV قرار دارد، فرایندهای اچ کردن با شفافیت بیشتری انجام می‌شوند و به‌راحتی از چنین مفاهیمی پشتیبانی می‌کنند؛ اما به‌هرحال همیشه محدودیت ابعاد شبکیه‌ی تولید وجود دارد.
AMD تاکنون در پردازنده‌های مرکزی ثابت کرده است محدودیتی برای تولید تراشه‌های MCM وجود ندارد. انویدیا نیز با همین رویکرد می‌تواند پردازنده‌های گرافیکی عظیمی را با سطح خالص بیش از 815 میلی‌مترمربع تولید کند؛ درنتیجه اگر این شرکت بخواهد روند افزایش کارایی غیرخطی و نمایی خود را ادامه دهد، انتخابی به‌جز پیاده‌سازی طراحی MCM نخواهد داشت.