http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2007/0709/kaigai371.htm
AMDが次期GPU「R700」を巨大にできない理由
簡單地說:
1. 400mm^2應該會是業界可以接受的共通上限。
2. 製程進展上,電壓幾乎沒有下降的狀況,時脈也沒有辦法往下壓,只靠電容的下降根本沒辦法壓住耗電量的提昇。
考慮耗電量P 正比於 C * V^2 * F,既然有兩個東西(V、F)只會提昇,那耗電量的降低根本就只能靠電容壓低。
但是每個世代的製程進展,雖然電晶體數會提昇兩倍,但卻只能讓電容量減少0.7倍,也就是同樣die size的晶片耗電量會提昇為1.4倍。
那顯然是沒辦法繼續不停地做同樣大小的晶片下去….
以訪談中提到的現狀,80nm -> 65nm時,電晶體數量提昇1.4倍、電容量降低為0.84倍、所以同樣die size的晶片耗電量將提昇為1.2倍,55nm時是1.4倍,45nm會變成1.7倍。所以假設R700、R800的die size都維持R600的同等規模,那麼R800耗電量肯定突破300w了。
但是,如果為了維持同等的耗電量,比方說80nm到65nm的場合,單顆晶片的規模只好照電容量進展縮小為0.84倍,350mm^2左右的規模,性能則只會達到1.19倍,對高階市場期待每個世代1.4倍~2倍之間的性能進展來說是不符合需求的。
這時候出現的另一個方向,就是雙晶片產品了。當然實際上雙晶片產品耗電量還是會成長,所以要解決這個問題,提出的是新的電源管理功能,比方說第二個GPU只有在性能需求高的時候才開啟之類,所以低負載的時候耗電量可以得到控制。(但是一般的需求應該是連高負載的耗電量都要得到控制,所以實質上是沒有解決)
另外有個有趣的東西,是AMD提出的原ATI收益能力報告,當時分析的結果就是因為高階die size過高,造成與server CPU同樣高成本的High-end GPU得用(相較之下)很便宜的價位賣出去,所以為了改善收益,要透過縮小產品die size來解決。
當然,我們可以回想一下GPU的結構,同時有shader、TMU、ROP、為了TMU的運作效率,雙GPU目前只能以兩份材質的方式來運作,這其實只是合於多卡、不適用於單卡多晶片的結構。既然是以安裝於同PCB為前提,應該可以設計更有效率的interconnection才對。
最後,從軟體面來看,由於OS開始支援GPU的content switching,這點也是對多GPU來說有幫助的進展。
以中長期的方向來說,GPU開始多晶片化算是個自然的發展。