英偉達(dá)“琥珀”GPU：基于ARM架構(gòu)，2023年推出

目前的GPU市場(chǎng)基本上是按照2年更新?lián)Q代的頻率進(jìn)行著，而2022年也是安培GPU發(fā)布之后的第二年，在這一年，預(yù)計(jì)顯卡廠商將會(huì)為大家?guī)砣乱淮腉PU，包括英偉達(dá)的RTX 40系顯卡以及AMD的RDNA 3架構(gòu)顯卡，不過在英偉達(dá)發(fā)布40系顯卡之前，首先與大家見面的便是“琥珀”架構(gòu)的GPU，應(yīng)該是為計(jì)算卡所打造的GPU。

根據(jù)目前網(wǎng)上的爆料，英偉達(dá)可能將會(huì)在GTC大會(huì)上正式發(fā)布琥珀架構(gòu)的GPU，面向計(jì)算卡市場(chǎng)，不過之前有消息稱英偉達(dá)的“琥珀”商標(biāo)似乎與一家從事網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商旗下的產(chǎn)品有所沖突，如果說在GTC大會(huì)還舉辦之前還沒有徹底解決，那么英偉達(dá)很有可能不會(huì)發(fā)布新一代的GPU。

然既然已經(jīng)有發(fā)布的打算，顯然英偉達(dá)的“琥珀”架構(gòu)GPU已經(jīng)完成了流片與設(shè)計(jì)，即將進(jìn)入到量產(chǎn)階段。根據(jù)網(wǎng)上的消息，英偉達(dá)“琥珀”GPU將會(huì)比“安培”GPU的面積提升大約20%，進(jìn)而擁有更多的晶體管，此外制程也將從臺(tái)積電7nm轉(zhuǎn)變?yōu)?nm，在性能提升上顯然更加讓人感到滿意。

只是更多的晶體管帶來的卻是更大的發(fā)熱量，據(jù)悉“琥珀”GPU在TDP上可能達(dá)到1000W，對(duì)于散熱來說顯然是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，好在這款GPU主要為超算與高性能電腦設(shè)計(jì)， 超算中心擁有統(tǒng)一且高效的散熱系統(tǒng)，因此在散熱上不用太多的擔(dān)心。

英偉達(dá)已經(jīng)正式發(fā)布了基于安培架構(gòu)的NVIDIA RTX 30系顯卡，然而由于該顯卡極其缺貨，致使消費(fèi)者根本買不到相關(guān)的產(chǎn)品，而到了2022年就該是RTX 40系顯卡到來的日子了，對(duì)此很多游戲玩家事實(shí)上已經(jīng)放棄了RTX 30系顯卡，從而轉(zhuǎn)向了40系顯卡，因?yàn)楝F(xiàn)在看起來英偉達(dá)似乎要在40系顯卡上發(fā)力，以提供更加出色的圖形性能，目前看起來對(duì)于消費(fèi)者來說，對(duì)于NVIDIA 40系顯卡似乎有個(gè)好消息，那就是在制程工藝上，英偉達(dá)將會(huì)選擇臺(tái)積電的5nm工藝。

目前的30系顯卡采用的是三星的8nm工藝，與20系顯卡所采用的12nm FNN工藝相比，三星8nm工藝能夠提供更高的晶體管密度，但是在能耗比上卻不盡理想，從而導(dǎo)致30系顯卡滿載運(yùn)行時(shí)的功率很高，讓消費(fèi)者需要更換更大功率的電源，并且從手機(jī)芯片來看，臺(tái)積電的制程工藝也比三星制程更加穩(wěn)定與先進(jìn)。

而現(xiàn)在有個(gè)好消息就是根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的報(bào)告，英偉達(dá)將會(huì)在明年發(fā)布兩款全新的GPU，包括琥珀以及Ada，其中琥珀面向計(jì)算GPU市場(chǎng)，而Ada正是大家最為關(guān)注的消費(fèi)級(jí)顯卡市場(chǎng)，它們都將搭載臺(tái)積電的5nm制程工藝，也就是說從制程上來看，應(yīng)該使用的是目前最為先進(jìn)的制程之一，在能耗比上比三星制程強(qiáng)上不少。不過在代工費(fèi)上，臺(tái)積電的5nm工藝要比三星制程貴上不少，或許會(huì)影響到GPU最終的成本。

NVIDIA已經(jīng)發(fā)布了安培系列GPU，在圖形處理器上更加出色，能夠輕松滿足4K 60幀的3A大作，不過游戲玩家對(duì)于圖形性能的追求總是無止境的，因此大家希望顯卡能夠更加出色，對(duì)此有消息稱NVIDIA下一代GPU已經(jīng)完成了初步設(shè)計(jì)，即將進(jìn)入到流片環(huán)節(jié)。

流片是芯片制造中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，在電路設(shè)計(jì)完畢之后，就要找到芯片代工廠進(jìn)行芯片試生產(chǎn)，看看其中是否有問題，假如芯片制造成功，那么就可以進(jìn)入到下一個(gè)環(huán)節(jié)也就是準(zhǔn)備大規(guī)模量產(chǎn)，流片成功意味著芯片可以按照一定的流程完成生產(chǎn)。當(dāng)然在芯片成功流片之后還有很長(zhǎng)的一段路要走，其中最重要的就是不斷地改良工藝流程，以提高芯片的良率。

據(jù)悉NVIDIA下一代芯片將會(huì)面向兩個(gè)不同的方向進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)，其中琥珀面向的是超算以及深度學(xué)習(xí)市場(chǎng)，而游戲圖形市場(chǎng)則是Ada Lovelace，據(jù)悉琥珀將會(huì)采用MCM多芯封裝的設(shè)計(jì)，就是說在一個(gè)芯片中塞入傳統(tǒng)多層芯片，從而大幅增加芯片的晶體管，進(jìn)而提升圖形性能，據(jù)悉AMD的RDNA 3架構(gòu)也將采用這項(xiàng)設(shè)計(jì)，通過MCM設(shè)計(jì)，琥珀GPU最高可以提供288組SM單元，同時(shí)借助臺(tái)積電5nm制程實(shí)現(xiàn)功耗的平衡。

預(yù)計(jì)NVIDIA在流片之后還需要再等一年才能正式量產(chǎn)這些芯片，也就是說游戲玩家預(yù)計(jì)將會(huì)在2022年下半年等待新一代的GPU。

英偉達(dá)一直以來都以研發(fā)GPU為主，而在CPU領(lǐng)域特別是桌面處理器領(lǐng)域，基本上都是英特爾和AMD的天下。不過現(xiàn)在隨著ARM架構(gòu)的成熟，包括蘋果等廠商也開始推出面向桌面級(jí)市場(chǎng)的ARM處理器，比如說自研M1處理器，以對(duì)抗英特爾和AMD。在今天的GTC 2021大會(huì)上，英偉達(dá)正式發(fā)布了基于ARM架構(gòu)的CPU，面向超算等領(lǐng)域，同時(shí)這也是英偉達(dá)首款A(yù)RM架構(gòu)的桌面級(jí)處理器。

英偉達(dá)將新一代處理器命名為“Grace”，也就是之前大家所說的琥珀架構(gòu)，英偉達(dá)表示琥珀架構(gòu)面向的是AI、超算、服務(wù)器等領(lǐng)域，因此在性能特別是帶寬十分地給力。全新的琥珀CPU采用ARM最新的ARM Neoverse架構(gòu)，基于LPDDR5X可以最高提供500GB/s的帶寬運(yùn)算，而通過NVLink技術(shù)，帶寬更是可以提升至900GB/s，兩顆CPU之間的帶寬可以提升到600GB/s。不過關(guān)于這顆處理器的其他參數(shù)包括核心數(shù)、頻率、緩存等并沒有在GTC上公布。

隨著英偉達(dá)官宣了這顆處理器，瑞士超算中心也宣布與英偉達(dá)共同打造基于“Grace”架構(gòu)的處理器，號(hào)稱是史上最強(qiáng)的AI計(jì)算機(jī)，算力達(dá)到了20ExaFLOPs，用于天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。當(dāng)然如此強(qiáng)悍的處理器還需要很長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行打磨，英偉達(dá)表示這款處理器的發(fā)布時(shí)間將會(huì)在2023年，而到了2025年還會(huì)發(fā)布“Grace”的下一代版本。伴隨著蘋果、英偉達(dá)等巨頭進(jìn)入桌面處理器市場(chǎng)，英特爾、AMD的X86處理器將會(huì)迎來更大的挑戰(zhàn)。