硬科技:「簡報王」和他們的產地NVIDIA GPGPU篇

2021.03.25 12:56PM
照片中提到了First Generation - Wireframe、- Vertex:、transform, clip, and project,包含了gtc 2015、印度、線、產品、儀表

基本上,當Intel內部的「x86義和團之亂」,從Larrabee專案企圖採用超級多核心x86處理器打造顯示卡、Xeon Phi轉戰高效能運算與人工智慧後而慘遭腰斬、直到從AMD狂挖角、整個繪圖技術砍掉重練而劃下句點,由NVIDIA創造的GPU (Graphic Processing Unit) 一詞,早已成為今日電腦不可或缺的一部分,而將蘊含巨大平行化處理潛力的GPU,應用於通用運算的GPGPU (General Purpose GPU) 更是近年來當紅的顯學。

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NVIDIA在2010年的GPU Technology Conference活動有一篇 “The Evolution of GPUs for General Purpose Computing” 的議程,裡面有不少值得一看的內容。不過在這之前,建議各位科科先回顧一下「GPU到底是什麼」,有助於理解這份簡報內的有字天書。

淺談GPU到底是什麼(上):不同的運算型態
淺談GPU到底是什麼(中):兼具SIMD與MIMD優點的SIMT
淺談GPU到底是什麼(下):走向泛用化的GPGPU

創造OpenGL的SGI,其價位高不可攀的繪圖工作站,是眾多老一輩IT人的共同回憶。Iris 3000是SGI最後一款採用Motorola 68K處理器的產品,其顯示卡由10-12顆時脈8-10MHz的幾何引擎 (Geometry Engine) 所構成。

照片中提到了IRIS 3000 Graphics Cards、4 bit / pixel Framebuffer、(2 instances),包含了gtc 2015、產品、儀表

1990年代開始,不只出現了5000美元的桌上型3D繪圖工作站,個人電腦的3D應用與家用電玩主機的3D化,也同時萌芽,讓3D繪圖晶片廠商曾經出現百家爭鳴的榮景。隨著時間推移,最後現在也只剩下NVIDIA、AMD和力圖振衰起蔽的Intel。

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照片中提到了1990's、Desktop 3D workstations under $5000、Single-board, multi-chip graphics subsystems,包含了英偉達nvfbc、著色器、的OpenGL、英偉達、圖形處理單元

在DirectX 8問世的Shader Model與可程式化能力 (GeForce 3與初代Xbox的NV2A),替GPGPU踏出了歷史性的第一步。微軟DirectX的演進,主導了消費性繪圖晶片的發展,晶片廠商與微軟之間的「關係」,也對決定誰能夠「脫穎而出」有著舉足輕重的影響力。NVIDIA和ATI在DirectX 9世代的拉鋸戰,就是最好的例證,強烈建議各位科科務必閱讀下面的逆轉秀。

硬科技:歷史上著名的逆轉秀 ATI R300篇(上)
硬科技:歷史上著名的逆轉秀 ATI R300篇(下)
硬科技:歷史上著名的逆轉秀NVIDIA NV40篇(上)
硬科技:歷史上著名的逆轉秀NVIDIA NV40篇(下)

照片中提到了3E Moving toward programmability、DirectX 9.0c、SM 3.0,包含了狗敏捷性剪貼畫、狗、狗敏捷度、屏幕截圖、儀表

GPU的可程式化能力,對於遊戲畫面品質的影響是立竿見影的,沒有打光、頂點打光和像素打光,效果就是差這麼多。

照片中提到了Per-Vertex Lighting、Per-Pixel Lighting、No Lighting,包含了每像素與每頂點照明、雷神之鎚、史詩遊戲、遊戲引擎、虛幻引擎

在二十世紀初期,GPU就展現了遠勝於CPU的理論運算能量,直到今日,差距越拉越開。

照片中提到了recent trends、multiplies per second、(observed peak),包含了葉、葉、綠色、線、儀表

為何NV40是NVIDIA歷史上僅次於G80的重要里程盃,其因在此:1.8倍的電晶體、降低20%的時脈,卻帶來6.6倍的理論運算效能 (不過NV30太廢才是主因吧,天知道電晶體預算都用到哪裡去了)。

照片中提到了GPU history、NVIDIA historicals、GFLOPS,包含了NVIDIA GeForce 6800、產品設計、產品、綠色、線

GPGPU相關應用約在2002年誕生,也差不多是顯示晶片支援Shader Model之後。

照片中提到了Early GPGPU (2002)、GPGPU、www.gpgpu.org,跟佐治亞州公共廣播有關,包含了gtc 2015、產品、牌、聯合、介紹

當GPU要被泛用化,如何有效管理如紡紗機般千絲萬縷的執行緒與共享資料,也是非常艱鉅的挑戰。

照片中提到了Managing Communication with Shared、GPU Computing、Thread,包含了gtc 2015、多媒體、英偉達、計算機程序、電腦

最後,NVIDIA當然要自吹自擂一下自家的CUDA了,歷經十幾年的累積,CUDA軟體生態系統幾乎毫無敵手,就看看Intel那個OneAPI有沒有機會了。

照片中提到了GPU Computing Software Libraries、and Engines、GPU Computing Applications,包含了軟件、軟件、指令、陳述、邏輯合取

GPGPU的技術發展趨勢一向都很單純,也都不難預測,而十年前的「預言」,也都如同按表操課般的一個個成真,NVIDIA的優勢也看似越來越大,市值超越Intel只是最後的結果。

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硬科技:GPU虛擬化為何超級難搞(中)
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照片中提到了Directions、Hardware and Software are one、- Within the Node,包含了英偉達nvfbc、著色器、的OpenGL、英偉達、紋理貼圖

說到生氣亂發明名詞,花了70億美元併購Mellanox的NVIDIA,前陣子又將Smart NIC (智慧型網路晶片) 重新命名成DPU (Data Processing Unit),不知道哪天也會變成簡報王的主題。絕對不會,應該不會,也許不會,希望不會。科科。

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