多芯片模块 (MCM) GPU 可能成为图形的未来

GPU 是单片的；制造商将整个 GPU 创建为一个大芯片。制造更小的晶体管变得越来越困难，因此大规模 GPU 芯片的时代可能很快就会结束。相反，未来可能属于多芯片模块 (MCM)。

什么是 MCM GPU？

MCM GPU 的概念很简单。不是一个包含所有处理元素的大型 GPU 芯片，而是多个较小的 GPU 单元使用极高带宽的连接系统相互连接，有时称为“结构”。这使得模块可以相互交流，就好像它们是单片 GPU 的一部分一样。

制作更小的 GPU 模块并将它们绑定在一起比整体方法更有优势。对于初学者来说，您希望从每个硅晶圆中获得更高的产量，因为一个缺陷只会毁掉一个模块而不是整个 GPU。这可能会导致 GPU 更便宜，并使性能扩展变得更加容易。如果您想要更快的显卡，只需添加更多模块！

还有人记得 SLI 和 Crossfire 吗？

使用多个芯片来提升的想法并不新鲜。您可能还记得曾几何时，速度最快的游戏 PC 使用多个相互连接的显卡。 NVIDIA 的解决方案被称为 SLI（可扩展链接接口），而 AMD 有 Crossfire。

性能扩展从来都不是完美的，第二张卡平均可以增加 50-70% 的性能。主要问题是找到一种方法在两个或多个 GPU 之间分配渲染负载。这是一项复杂的任务，SLI 和 Crossfire 都受到带宽限制。

这种方法还导致了各种图形故障和性能问题。在 SLI 的鼎盛时期，微卡顿非常猖獗。如今，您不会在消费类 GPU 上找到此功能，而且由于渲染管道在游戏中的工作方式，SLI 不再可行。像 RTX 3090 这样的高端卡仍然有 NVLink，可以将多张卡连接在一起，但这是为了特殊的 GPGPU 工作负载，而不是实时渲染。

MCM GPU 作为单个单片 GPU 呈现给游戏或图形软件等软件。所有的负载平衡和协调都是在硬件级别处理的，所以 SLI 的糟糕日子应该不会卷土重来。

它已经发生在 CPU 上

如果 MCM 的概念听起来很熟悉，那是因为这种技术在 CPU 中已经很普遍了。具体来说，AMD 以开创性的“小芯片”设计而闻名，他们的 CPU 由通过“无限结构”连接的多个模块制成。自 2016 年以来，英特尔还一直在开发基于小芯片的产品。

Apple Silicon 有 MCM GPU 吗？

最新的 Apple Silicon 芯片包含多个独立的 GPU，因此将它们视为 MCM GPU 技术的一个例子并没有错。以 Apple M1 Ultra 为例，它实际上是通过高带宽互连将两个 M1 Max 芯片粘合在一起。尽管 Ultra 包含两个 M1 Max GPU，但它们为 Mac 上运行的任何软件提供了一个 GPU。

这种通过将多个 SoC（片上系统）模块粘合在一起来制造更大、更好的芯片的方法已被证明对 Apple 非常有效！

MCM 技术就在我们身边

在撰写本文时，下一代 GPU 是 AMD 的 RDNA 3 和 NVIDIA 的 RTX 40 系列。泄密和谣言表明 RDNA 3 很有可能成为 MCM GPU，同样关于 NVIDIA 未来 GPU 的谣言也比比皆是。

这意味着我们可能正处于 GPU 性能重大飞跃的风口浪尖，随着良率的提高，价格可能会下降，从而推动旗舰卡或高端卡的价格下降。