GTC 2013: Stacked Memory ermöglicht höhere Speicherdichten

Mit Hilfe von "Stacked Memory" will NVIDIA das Bandbreiten-Problem aktueller Grafikkarten lösen. "Volta" soll die erste Dekstop-GPU mit dieser Technologie sein. Heise.de hat nun ein Interview mit Sumit Gupta von NVIDIA geführt und einige weitere Details erfahren. Beim "Stacked Memory" wird der DRAM-Speicher nicht mehr neben der GPU auf dem PCB untergebracht, sondern direkt auf der GPU selbst. Dazu werden zusätzliche Silizium-Layer auf der GPU angebracht, sogenannte Through Silicon Vias (TSVs) verbinden beide Komponenten. Durch die direkte Positionierung des Speichers auf der GPU sind die Verbindungen zwischen Speicherinterface und Speicher selbst extrem kurz und kompakt gehalten. Moderne GPUs werden in ihrer Speicherbandbreite vor allem durch die komplizierte Anbindung des Speicherinterfaces mit dem Speicher limitiert. So muss beim GPU-Design bereits die Position und Verdrahtung für das Speicherinterface beachtet werden. "Stacked Memory" vereinfacht dies über die Through Silicon Vias (TSVs) erheblich. So kann der Speicher nicht nur schneller takten und die Latenzen sind durch die kurze Anbindung gering, auch die Breite des Speicherinterfaces kann deutlich erhöht werden.

Mit "Volta" soll die Speicherbandbreite auf 1 TB/s ansteigen. Zum Vergleich: Die GeForce GTX Titan bietet derzeit eine Speicherbandbreite von 288,4 GB/s. Uns stellte sich noch die Frage nach der Speicherkapazität. Moderne CPUs zeigen, dass ein großer Cache und damit viel Speicher vor allem eines bedeuten: ein komplexes CPU-Design mit mehreren Milliarden Transistoren. NVIDIA hat mit dem GF110 bereits die derzeit komplexeste GPU - 7,1 Milliarden Transistoren arbeiten hier. Wenn man sich nun noch vorstellt, dass 6 GB und mehr an DRAM auf der GPU untergebracht werden sollen, ist die Komplexität eines solchen Chips zu erahnen. Sumit Gupta aber versuchte diese Bedenken und zerstreuen. Ganz im Gegenteil, mit Hilfe von "Stacked Memory" seien sogar größere Speicherkapazitäten denkbar, als dies heute möglich sei.

Man vertraue dabei besonders auf die Fertigungstechnologien von TSMC. Bis "Volta" erscheinen soll, werden auch noch einige Jahre ins Land ziehen. Vor Ende 2015 wird kein Produkt mit "Stacked Memory" erwartet und bis dahin sollten die Fertigungstechnologien einen großen Sprung gemacht haben, die auch komplexe GPUs und dazugehörigen großen DRAM möglich machen.