Nvidia Pascal, l'archittetura delle future GPU

Alla GPU Technology Conference, Nvidia ha presentato ufficialmente la nuova architettura per le GPU che saranno sul mercato nel 2016. Pascal, questo il suo nome, prenderà il posto di Maxwell e offrirà prestazioni fino a 10 volte superiori a quelle disponibili oggi con la GeForce GTX Titan X. La roadmap dell’azienda di Santa Clara prevede poi l’arrivo di Volta nel 2018.

Durante il suo keynote, Jen-Hsun Huang (CEO di Nvidia) ha più volte parlato di deep learning, utilizzato per illustrare la potenza delle nuove GPU e mostrare i miglioramenti prestazionali rispetto all’attuale generazione. Pascal è stata progettata principalmente per velocizzare i calcoli necessari alla creazione delle reti neurali. L’obiettivo verrà ottenuto grazie a tre importanti novità architetturali: calcoli a precisione mista, memoria 3D e NVLink.

L’elaborazione in “mixed precision” consente alla GPU di eseguire calcoli in virgola mobile a 16 bit con una precisione doppia rispetto ai calcoli in virgola mobile a 32 bit. Queste maggiori performance avranno enormi benefici sulla classificazione e la convoluzione, due attività chiave del deep learning.

Le GPU Pascal verranno realizzata da TMSC con un processo produttivo FinFET+ a 16 nanometri e saranno affiancate da un massimo di 32 GB di memoria 3D con una larghezza di banda tre volte superiore a quella di Maxwell. I chip di memoria verranno impilati l’uno sull’altro e posizionati vicino alla GPU. In questo modo, la distanza che i bit dovranno percorrere sarà di pochi millimetri. Aumenteranno così la velocità delle comunicazioni e l’efficienza energetica.

L’ultimo tassello dell’architettura è NVLink. Si tratta di un collegamento che permette ai dati di viaggiare tra GPU e CPU ad una velocità fino a 12 volte maggiore rispetto al PCI Express. Con NVLink si potrà assemblare un supercomputer con otto GPU in parallelo (8-way SLI).