NVLink چیست؟ چه اثری روی پهنای باند و رابطه‌ی بین پردازنده‌ی اصلی و گرافیکی دارد?

[Big_Boss 288]

انویدیا در نشست اخیر در مورد حافظه‌ی مجازی یکپارچه اطلاعات جدیدی منتشر نکرده است اما یک ویژگی جالب‌تر به نام NVLink را معرفی کرده است.

برای ارتباط بین پردازنده‌ی اصلی و گرافیکی از باسی به نام PCI Express استفاده می‌شود که در مادربوردهای جدید با نسخه‌ی سوم آن روبرو هستیم. این واسط ارتباطی به ازای هر Lane پهنای باندی معادل 985 مگابایت در ثانیه دارد. توجه کنید که منظور از Lane یک مسیر دو جهته برای دریافت و ارسال سیگنال به صورت تفاضلی است. لذا در مورد مادربوردهای متداول امروزی، اگر تعداد مسیرها 16 عدد باشد و یا به اصطلاح بازاری، پهنای شکاف PCI Express، به صورت x16 نوشته شود، پهنای باند این اسلات مادربورد، 16 ضرب در 0.985 گیگابایت یا حدود 16 گیگابایت در ثانیه خواهد بود.

کارت گرافیک‌های مدرن امروزی پهنای باند حافظه‌ای به مراتب بالاتر از محدودیت‌های موجود مثل ارقام بالاتر از 250 گیگابایت در ثانیه دارند. البته این رقم پهنای باند حافظه‌ی روی کارت گرافیک است و قرار نیست واسط ارتباطی PCI-Express هم به همین اندازه سرعت داشته باشد. ولیکن 16 گیگابایت بر ثانیه و حتی 31.5 گیگابایت در ثانیه‌ای که با معرفی نسل چهارم واسط PCIe حاصل شده، به نظر کافی نیستند.

NVLink برای حل همین مشکل معرفی شده و قرار است یک جایگزین خوب برای PCIe باشد. ساختار NVLink به شدت شبیه PCIe است و حتی درست مثل آن پروگرم می‌شود. اما تفاوت اصلی آن طراحی برای ارتباط بهتر نقطه به نقطه است. NVLink هم سیگنال را به شکل تفاضلی منتقل می‌کند و کوچک‌ترین واحد ارتباطی در آن بلوک نام دارد. یک بلوک یا Block، شامل 8 مسیر یا همان‌طور که قبلاً توضیح داده شد، 8 لِین است. هر مسیر پهنای باندی معادل 20 گیگابیت در ثانیه دارد، لذا اگر پهنای واسط ارتباطی به اندازه‌ی 8 مسیر باشد، پهنای باند حاصل شده، 20 گیگابایت در ثانیه (160 گیگابیت در ثانیه) خواهد بود. توجه کنید که در PCIe 3.0 هر مسیر حدود 8 گیگابیت در ثانیه سرعت داشت. یعنی سرعت حدود 2.5 برابر بیشتر است.

برای ارتباط بهتر می‌توان چند بلوک را با هم ترکیب کرد تا رابطه‌ی بین دو ابزار خاص سریع‌تر شود، امکان دیگر رابطه با ابزارهای اضافی دیگر است. به بیان دیگر برای ارتباط ابزارها با هم، نیازی به ارتباط با ریشه‌ی شکاف‌ها و استفاده از یک سوییچ مجزا نیست. به استفاده از ریشه‌ی مرکبی که در پردازنده‌ی اصلی گنجانده شده هم نیازی نیست، به همین علت است که می‌گوییم NVLink یک واسط با طراحی کاملاً نقطه به نقطه است و ابزارهای متصل و به عبارتی پردازنده‌های گرافیکی مستقیماً با هم در ارتباط خواهند بود.

اما به شباهت NVLink با Hypertransport کمپانی رقیب یعنی AMD و همچنین ارتباط داخلی Quick Path Interconnect اینتل توجه کنید، همگی به این ویژگی NUMA اشاره دارد که نیازی نیست تمام پردازنده‌ها با هم در ارتباط باشند. NUMA یا دسترسی غیریکنواخت به حافظه، روشی است که در آن یک پردازنده دسترسی بهتری به حافظه‌ی اختصاصی خود دارد.

[HeX 11129]

http://www.zoomit.ir/articles/hardware/graphic-cards/10268-nvidia-gpu-roadmap-pascal-architecture-2016