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2017년 7월 6일 목요일

MCM 방식의 멀티 모듈 GPU를 고려하는 엔비디아





(출처: 엔비디아) 


 엔비디아가 새로운 논문을 통해서 MCM (Multi Chip Module) 방식의 GPU에 대한 가능성을 선보였습니다. MCM 방식은 두 개 이상의 프로세서 다이를 하나로 패키징하는 방식으로 한 번에 큰 칩을 제조하는 부담을 덜고 개발 비용을 낮출 수 있으나 하나의 큰 프로세서 (Monolithic)에 비해서 보통 효율성이 떨어지는 문제점을 지니고 있습니다. 


 이 방식은 CPU에서는 이미 오래전부터 사용되었는데, 대표적으로 인텔이 과거 이 방식으로 2/4코어 CPU를 제조했고 현재 AMD의 에픽 프로세서나 스레드리퍼 역시 이런 방식을 사용하고 있습니다. 이 경우 사실상 여러 개의 CPU가 하나의 패키지 내부에 존재하는 방식이기 때문에 서로를 잘 연결해줄 필요가 있습니다. AMD는 Infinity Fabric link 방식으로 연결되어 있습니다. 


 엔비디아의 접근은 사실상 SLI의 업그레이드 버전이라고 할 수 있습니다. 두 개 이상의 GPU를 하나의 그래픽 카드에 넣는 방식은 이미 오래전부터 사용되고 있습니다. 이번에 공개한 내용은 이를 더 가깝게 연결해서 현재의 SLI보다 더 높은 성능을 구현하는 것입니다. 


 현재의 SLI나 혹은 크로스파이어 모두 GPU간 작업을 나누고 서로 데이터를 교환하는 과정에서 성능 저하가 발생합니다. 2개의 GPU를 사용해도 2배가 아니라 1.7배 정도의 성능이 나오는 것이죠. 하지만 고속 인터페이스를 이용해서 성능을 2배까지는 아니더라도 2배에 가깝게는 만들 수 있습니다.


 엔비디아/애리조나 대학/텍사스 대학의 연구팀은 5배 빠른 GPM (GPU Module)간 인터페이스를 이용해서 새로운 MCM-GPU 방식이 기존의 방식보다 22.8% 정도 성능을 끌어올릴 수 있다 (Our evaluation shows that the optimized MCM-GPU achieves 22.8% speedup and 5x inter-GPM bandwidth reduction when compared to the basic MCM-GPU architecture) 고 주장했습니다. 


 물론 구체적인 실물을 들고 나온 것이 아니기 때문에 당장에 GPU에 큰 변화가 있지는 않겠지만, 흥미로운 결과라고 하겠습니다. MCM 방식의 장점은 상대적으로 작은 크기의 다이를 사용하므로 생산성이 높다는 것입니다. 한 번에 큰 프로세서를 만드는 것은 아무래도 실수를 일으킬 가능성이 커집니다. 그런 만큼 수율이 떨어지기 때문에 가격이 올라갑니다. 


 하지만 작은 프로세서 여러 개를 묶어서 사용하면 하나의 다이로 여러 개의 제품군을 만들 수 있고 비용 역시 절감할 수 있습니다. 다만 앞서 이야기했듯이 성능 저하의 가능성이 있어 반드시 장점만 있는 방식은 아니라고 할 수 있습니다.


 이번에 공개한 내용을 보면 MCM-GPU는 최대 4개까지 서로 연결해서 큰 폭의 성능 저하 없이 프로세서 파워를 끌어올릴 수 있는 것으로 보입니다. 과연 실제 제품 출시까지 이어질지 궁금합니다. 


 참고 




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