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GTC 2014: Details zu NVLink und dem 'Pascal'-GPU-Modul

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gtc2014Nachdem NVLink auf der Keynote eine wichtige Rolle gespielt hat, hat man sich bei NVIDIA dazu entschieden weitere Details zur Technologie zu veröffentlichen. 3D bzw. Stacked Memory öffnet den Flaschenhals zwischen GPU und Grafikspeicher, NVLink soll die Verbindung zwischen GPU und CPU sowie GPUs untereinander revolutionieren. Dazu sollte man sich zunächst einmal die Bandbreiten vor Augen führen, die aktuell per PCI-Express bereitgestellt werden. 16 PCI-Express-3.0-Lanes erreichen eine Bandbreite von 15,75 GB pro Sekunde  bzw. 128 GT/s. Inzwischen soll dies die Systeme an ihre Grenzen bringen, speziell wenn mehrere GPUs in einem System zum Einsatz kommen. Mit in Betracht gezogen werden muss natürlich auch, dass wir von einem Release im Jahre 2016 sprechen, bis dahin wird sich an den Anforderungen zur Anbindung der Karten an das System noch einiges tun.

NVIDIA NVLink
NVIDIA NVLink

Laut NVIDIA soll NVLink fünf bis zwölf mal schneller sein. Die Bandbreite wird demzufolge zwischen 80 und 200 GB pro Sekunde liegen. Bis dahin werden wir vermutlich bereits PCI-Express 4.0 sehen, dass die Bandbreite von PCI-Express 3.0 noch einmal verdoppelt und damit auf 31,51 GB pro Sekunde bzw. 256 GT/s kommt.

NVIDIA setzt für NVLink eine direkt Punkt-zu-Punkt-Verbindung ein. Diese besteht wiederum aus jeweils acht Lanes pro NVLink-Verbindung. "Pascal" wird zunächst einmal vier NVLinks anbieten können. Laut NVIDIA lässt sich deren Anzahl aber auch abhängig vom gewünschten Zielmarkt anpassen - allerdings wohl zunächst einmal nicht für "Pascal" sondern in Hinblick auf zukünftige GPUs. Die NVLink-Verbindungen können dabei flexibel zusammengefasst, um auch hier wieder dem jeweiligen Anwendungsfall gerecht zu werden. Denkbar ist beispielsweise eine einfache GPU-CPU-Verbindung, aber auch ein Netzwerk aus GPU-CPU- und GPU-GPU-Verbindungen.

NVIDIA NVLink
NVIDIA NVLink

Natürlich muss neben der GPU auch die CPU den Support von NVLink anbieten. Bisher hat nur IBM mit seinen PowerPC-Prozessoren einen Support von NVLink angekündigt. NVIDIA ist laut eigener Aussage aber auch mit Herstellern von ARM-Prozessoren in Gesprächen, um entsprechende Hardware für den Server-Bereich mit dem Release von "Pascal" anbieten zu können. Mit dem eigenen "Projekt Denver" hat man natürlich auch eine CPU-Architektur in der Pipeline, die mit Tegra K1 gegen Ende des Jahres erwartet wird und die mit NVLink ausgestattet auch im Server-Segment eine Alternative wäre. Noch einmal sollte an dieser Stelle betont werden, dass NVLink zunächst einmal nur im professionellen Bereich eine Rolle spielen wird. Für den Desktop wird es eine Version des "Pascal"-Boards geben, dass ohne NVLink und mit PCI-Express (dann vermutlich bereits PCI-Express 4.0) daherkommt. NVLink wird im professionellen Umfeld PCI-Express auch nicht vollständig ersetzen. Die bisher über das PCI-Express-Interface übertragenen Kontroll- und Konfigurations-Daten werden weiterhin auch dort verbleiben - NVLink wird sich dann nur um die für die GPU relevanten Daten kümmern.

NVIDIA NVLink
NVIDIA NVLink

Soweit etwas Hintergrund zu NVLink in der "Pascal"-GPU. Zum kompletten "Pascal"-Modul, dessen physikalischen Eigenschaften und den Besonderheiten die auch für den Desktop interessant werden könnten, arbeiten wir noch an einem gesonderten Artikel.