GK110设计师专访：讲述70亿GPU背后故事

作为GTC 2012大会的一部分，最后的一天还有个采访活动，接受采访的是GK110的两位设计师，Jonah albums是GPU工程部门的高级副总裁，Danskin则是负责GPU架构的副总裁。

以下就是Heise网站带来的报道，问答形式，内容很劲爆，提问的一方没什么客套，植入主题，回答的一方“太极推手”防守严密，从中能得到多少收获就看自己的理解了。

Q：GK110性能比GK104强多少?

Albums：我们已经公布了GK110的规格，但是最终的频率之类的还没有定，这是项目开发中很自然的事，问题是功能单元的数量还是显存位宽会影响产品的性能?基于这些因素，你们可以期待性能提升50%，而SGEMM之类对计算性能敏感的应用中，性能几乎与功能单元的数目成正比。(GK110有15组SMX单元，这么说性能比8组SMX的GK104可以高出近一倍了?)

Q：也是就说，GK110的性能优势在50-70%左右?

Albums：这是一般的情况，如果是在充分利用了Hyper-Q、Dynamic Parallelism以及双精度运算的HPC应用中，这个(性能提升)比列还会更高。

Q：Kepler开发了多长时间了?

Albums：这个取决于你问的是谁了。我是在G80架构完成之后开始Kepler项目的，大约是7年前了，直到三年前NVIDIA才开始有大批人手加入这个团队的。

Q：为什么GK110架构要等到年底才能发布，比GK104晚了这么久?

Danskin：这个问题很难回答。GK104功能更少，而且主要针对显卡而非计算应用，它必须要及时发布。另一方面，GK110则是一款大核心架构，TSMC在流片和制造过程中要扮演更大的角色。(TSMC又中枪了，不过这么复杂的芯片确实是个问题)

Albums：GK110这样庞大的芯片不可能在新架构的同时再使用新工艺，还需要等28nm工艺更加成熟。

Q：研发GK110架构最大的挑战是什么?

Albums：很明显，就是新开发的Hyper-Q和Dynamic Parallelism技术。

Danskin：由于GPU需要自动刷新线程，Dynamic Parallelism技术实际上非常复杂，Hyper-Q对有些人很有意义，更容易实现而且会带来更好的性能。Dynamic Parallelism可以简化写代码的过程，这在以往是不可能的，对我们而言它是最重要的功能。

Q：NVIDIA增强了GK110的双精度浮点性能，它是靠几个单精度核心联合工作实现的吗?

Danskin：GK110有独立的双精度运算单元。(昨天PCGH的解析中已经明确了这一点。)

Q：这是GK110为什么占用这么多核心的原因?

Ablbums：实际上(双精度单元)占用的并不多。主要还是SMX单元增多带来的，另一个占面积较大的功能是ECC校验单元。

Q：GK110的双精度性能是单精度的1/3，为什么不是1/2?

Danskin：由于架构不同，1/2的比列很难实现。

Albums：简单来说那样做需要更多的资源，我们要重新考虑寄存器之类的设计。

Danskin：还有就是每瓦性能比的问题，我们认为目前的(1/3)比列是合适的。

Q：GK110为什么使用384bit位宽而非512bit?

Danskin：使用512bit位宽也会导致功耗及其他代价升高，GK110使用384bit位宽则可以在性能和代价中保持平衡。

Q：目前的GK110只使用了13-14组SMX单元，未来是否会有开启完整15组SMX单元的产品?

Albums：某种意义上说，很有可能。

Q：GK110的硬件编码单元与GK104有什么提升吗?

Ablums：GK110的硬件编码单元跟GK104是一样的。

Q：你们认为未来的GPU开发最困难的挑战是什么?

Danskin：最大的挑战是功耗。回顾一下过往的历程，我们以及AMD都是一样的：更高的性能，更高的功耗。现在一切都改变了，功耗是明显的分界线。另外，如以往走过的相似，先进的制造技术有利于改善(功耗)问题。

Albums：主要挑战还是每瓦性能比，图形芯片设计中这倒是个次要因素。

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