Технология DLSS стала настоящим прорывом для индустрии. Решение компании NVIDIA пожертвовать частью площади графического чипа под специализированные аппаратные блоки для ускорения искусственного интеллекта оказалось дальновидным шагом. DLSS эффективно решает проблему, созданную мониторами высокого разрешения и необходимостью рендерить картинку в фиксированном разрешении, поскольку старые методы масштабирования выглядели некачественно. Благодаря DLSS, а также в меньшей степени FSR и XeSS, этот вопрос в целом закрыт. Тем не менее, существует мнение, что разработчики игр используют DLSS как костыль, компенсирующий слабый прирост производительности самих графических процессоров в последние годы. Вероятно, в этом есть доля правды, но вряд ли подобные программные технологии смогут бесконечно нести на себе всю нагрузку по рендерингу графики.
Производителям микросхем всё равно приходится преодолевать физические преграды, мешающие созданию более быстрых чипов, и одними программными методами здесь обойтись нельзя.
Ограничения монолитных кристаллических пластин
Почему графические ускорители не увеличивают свою производительность так быстро, как раньше? Простой ответ заключается в том, что индустрия уплёрлась в те же технологические тупики, с которыми столкнулись процессоры. Существуют физические пределы уменьшения транзисторов при текущих методах литографии, а также ограничения на максимальный размер самих кристаллов графических процессоров.
Микросхемы травятся на крупных кремниевых пластинах. Создание более крупных, сложных и мощных чипов означает, что с каждой пластины удается получить меньше готовых изделий. Это автоматически делает каждую единицу дороже. Кроме того, существует жесткое ограничение размера литографической сетки, составляющее примерно 26 на 33 миллиметра. Добавьте к этому проблему выхода годных кристаллов. Часть микросхем неизбежно имеет дефекты и подлежит утилизации, а издержки закладываются в стоимость тех чипов, которые все же поступают в продажу.
Существуют способы смягчить этот удар. Нередко младшие видеокарты в линейке базируются на тех же самых чипах, что и флагманские модели, но с отключенными дефектными вычислительными блоками для получения менее производительного, но полностью рабочего решения. Тем не менее, бесконечно увеличивать кристаллы нельзя. Хотя так называемые полноразмерные пластинчатые чипы существуют, рассчитывать на повсеместное внедрение таких гигантов в потребительских видеокартах не приходится.
Преимущества и особенности использования чиплетов
Именно здесь в игру вступает концепция чиплетов. Вместо создания процессора в виде единого монолитного кристалла разработчики собирают его из нескольких более мелких модулей, которые обладают лучшим выходом годной продукции и обходятся дешевле в производстве. Если требуется более мощное устройство, можно просто задействовать большее количество чиплетов. Этот метод AMD успешно применяла в своих центральных процессорах, сделав их дешевле и масштабируемей. Компании Intel потребовалось немало времени, чтобы догнать конкурента в проектировании чиплетных дизайнов.
Главная сложность такого подхода заключается в объединении чиплетов таким образом, чтобы сохранить производительность монолитного кристалла. Даже незначительные проблемы при межчиплетном обмене данными способны полностью разрушить быстродействие. Компания Apple добилась впечатляющих успехов в «спаивании» чипов и создании логически единых графических процессоров, которые операционная система видит как один чип, несмотря на наличие нескольких графических блоков в некоторых системах на кристалле Apple Silicon.
Возникает вопрос: если это сработало с процессорами, то как обстоят дела с графическими картами? Компания AMD уже пробовала выпускать графические ускорители на базе чиплетов. Архитектура RDNA 3 применяет чиплеты для таких компонентов, как кэш-память. Ускоритель AMD MI300X объединяет восемь вычислительных комплексных кристаллов, четыре кристалла ввода-вывода и восемь стеков памяти HBM. Архитектура Blackwell от NVIDIA задействует два вычислительных кристалла, соединенных на скорости 10 ТБ/с, но программное обеспечение воспринимает их как единый когерентный графический процессор.
Тем не менее, NVIDIA не стала применять этот подход в потребительских видеокартах — модель RTX 5090 выполнена по монолитной схеме. Точно так же AMD вернулась к монолитному дизайну в серии RDNA 4. Судя по всему, индустрия пока не готова полностью перейти на этот формат во всех сегментах. И тем не менее чиплетный дизайн не просто приходит в мир графических процессоров, он уже здесь и в дальнейшем станет только интереснее.
Возврат к росту чистой производительности
Хотя графические процессоры больше не подчиняются закону Мура, вряд ли индустрии придется полностью полагаться на альтернативные методы рендеринга вроде DLSS для перевода компьютерной графики в будущее. Освободив графические чипы от ограничений огромных монолитных кристаллов, чиплеты предоставляют разработчикам принципиально иной путь масштабирования.
Вместо размещения каждого транзистора на самом новом и дорогом техпроцессе можно выделить передовой кремний только для критически важных компонентов, а кэш, контроллеры ввода-вывода и прочие функции производить на других мощностях. Небольшие вычислительные кристаллы также легче успешно изготовить, чем один гигантский чип. Ничто из этого напрямую не гарантирует снижение цен на видеокарты, поскольку сама упаковка чиплетных модулей стоит дорого, но это дает разработчикам гибкость, недоступную для монолитных графических чипов.
Учитывая то, как сильно спрос на технологии искусственного остается исказил текущие рынки памяти и видеокарт, можно надеяться, что огромные финансовые средства, направляемые на исследования в области упаковки чипов и чиплетов, в конечном итоге помогут сделать игровое «железо» более доступным.
