Há muitos anos, houve uma tendência geral dos sistemas computacionais adotarem designs baseados em chips monolíticos, os quais integravam praticamente todos os subsistemas e seus componentes eletrônicos em uma única peça de silício, dando-lhes um aumento de performance (eliminando as lentas conexões entre eles) além de serem mais baratos para fabricar. No caso dos tradicionais processadores, eles gradualmente foram integrando o chip ponte norte e seus subsistemas, como é o caso do IGP, do controlador de memória e dos canais PCI-Express…
“Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) is reportedly working with Nvidia to develop next-generation GPUs utilizing advanced chiplet technology. This collaboration is expected to play an important role in Nvidia’s upcoming “Rubin” architecture, which is rumored to be the successor to the current Blackwell generation. The shift toward a chiplet-based design marks a notable departure from traditional monolithic GPU structures, offering improved performance, scalability, and cost efficiency…”
— by Digital Trends.
No entanto, esta abordagem acabou trazendo design de chips mais complexos para serem fabricados que, combinado com as modernas litografias e seus desafios para o melhor aproveitamento do waffer de silício, a nova tendência agora é fazer o uso dos chiplets, um design que possibilita a utilização de dois ou mais chips para a construção de uma unidade, utilizando até mesmo litografias diferentes! A AMD e (mais recentemente) a Intel já utilizam este design em seus processadores, mas não em suas unidades gráficas (até o momento), mas já estão planejando fazer isto em um futuro não muito distante. Pelo visto, a Nvidia também vai por este caminho…
A empresa está planejando adotar um design baseado em chiplets para sua próxima geração de GPUs Rubin, utilizando o processo avançado N3P da TSMC. Ele é uma versão otimizada da tecnologia de 3nm da TSMC, oferecendo melhor desempenho, maior eficiência energética e maior densidade de transistores. Para aumentar ainda mais o desempenho, a Nvidia pretende utilizar as tecnologias avançadas de embalagem da TSMC, incluindo o System-on-Integrated Chip (SoIC). Essa tecnologia permite empilhar os chips de forma vertical, melhorando a eficiência energética e reduzindo a latência entre os chiplets dentro da GPU, sendo especialmente vantajosos para aplicações em IA, data centers e HPC.
A TSMC espera expandir significativamente sua capacidade de produção de SoIC até o final de 2025, alinhando-se aos planos da Nvidia para a linha de GPUs Rubin. A futura plataforma Vera Rubin NVL144 poderá contar com uma GPU Rubin composta por dois chips do tamanho máximo de retícula, oferecendo até 50 PFLOPs de desempenho em FP4 e 288 GB de memória HBM4 de última geração. Como já havia dito antes, esta mudança reflete uma tendência mais ampla na indústria, com empresas como AMD e Intel também adotando arquiteturas baseadas em chiplets para otimizar o desempenho em diferentes cargas de trabalho. Vale lembrar que a Nvidia já utiliza este design (Blackwell), mas apenas em soluções voltadas para IA.
Eis, a questão: será que isto irá funcionar bem em arquiteturas gráficas? Pois diferente dos tradicionais processadores, as unidades gráficas transferem grandes volumes de dados internamente entre os seus subsistemas e a utilização de chips independentes que são conectados entre si por canais que não são tão velozes quanto as conexões internas de um chip monolitico, o que pode afetar a sua performance geral. No entanto, reconheço que estes chips estarão bem próximos entre si, o que certamente irá facilitar o estabelecimento de canais velozes o suficiente para atender as demandas de tráfego entre eles. Seja como for…
… é esperar para ver como elas se comportarão, quando chegarem… &;-D