Nvidia hat auf der Hot Chips Konferenz in Stanford neue technische Details zu seinem Kombiprozessor GB10 vorgestellt, der zusammen mit Mediatek entwickelt wurde. Der Prozessor soll in der DGX Spark Workstation zum Einsatz kommen, einer hochleistungsfähigen Plattform, die die Grafikkarten von Nvidia und die ARM-basierten CPUs von Mediatek miteinander kombiniert. Diese Ankündigung könnte weitreichende Auswirkungen auf den Markt für Mini-PCs und Workstations haben. Darüber berichtet nume.ch unter Berufung auf heise.de.
Der GB10 stellt eine neue Ära für Nvidia dar. Bereits auf der CES Anfang des Jahres wurde die DGX Spark Workstation unter dem Codenamen „Project Digits“ vorgestellt, wobei erste Details zum Kombiprozessor genannt wurden. Der GB10 selbst besteht aus zwei getrennten Chiplets – einem GPU-Chiplet (G-Dielet) und einem System-on-Chip (SoC)-Chiplet (S-Dielet). Diese Chiplets werden im 3-Nanometer-Verfahren von TSMC produziert, was eine hohe Leistung und Effizienz verspricht. Doch was sind die technischen Besonderheiten dieses neuen Prozessors?
Laut Nvidia wird das GPU-Chiplet von der eigenen Entwicklungsabteilung gefertigt und beinhaltet eine Grafikeinheit der Blackwell-Generation. Diese Grafikeinheit ist ausgestattet mit Tensor-Kernen der fünften Generation, die für Rechenaufgaben mit künstlicher Intelligenz (KI) optimiert sind. Die GPU selbst unterstützt Technologien wie DLSS 4 und Raytracing und bietet eine Rechenleistung von bis zu 32 Teraflops bei CUDA-basierten Aufgaben. Eine der überraschenden Eigenschaften des GPU-Chiplets ist, dass auch Video-Decoding- und Encoding-Funktionen integriert wurden – Funktionen, die normalerweise im System-on-Chip eines Chiplet-Systems zu finden sind. Nvidia gibt an, dass diese Entscheidung dazu beiträgt, die Effizienz zu steigern und den Energieverbrauch zu senken, da die GPU beim Streamen von Videos abgeschaltet bleiben kann.
Die Verbindung zwischen dem GPU-Chiplet und dem SoC-Chiplet erfolgt über Nvidias hauseigene NVLink-C2C-Schnittstelle, die eine Datenübertragungsrate von bis zu 600 GB/s ermöglicht. Diese hohe Bandbreite ist erforderlich, da der GPU-Chiplet nur 24 MB Cache beherbergt, während der Hauptspeicher über das SoC-Chiplet angesprochen werden muss. In dem SoC-Chiplet selbst befinden sich Speichercontroller, die für die 128 GB LPDDR5X-9400 verantwortlich sind, die mit einer 256-Bit-Anbindung arbeiten.
Das SoC-Chiplet selbst wurde von Mediatek entwickelt und enthält eine Vielzahl von IP-Blöcken (Intellectual Property), die sowohl von Mediatek als auch von Nvidia stammen. Zu den wichtigsten Komponenten gehört eine ARM-basierte CPU mit 20 Kernen, die in zwei Cluster aufgeteilt sind. Einer dieser Cluster verwendet den leistungsstarken Cortex-X925, während der andere auf den energieeffizienteren Cortex-A725 setzt. Beide Cluster sind mit einem gemeinsamen Level-3-Cache von 16 MB ausgestattet, was die Effizienz bei parallelen Berechnungen erhöht. Weitere bemerkenswerte Funktionen des SoC-Chiplets sind ein Display-Controller, der HDMI und drei DisplayPort-Ausgänge unterstützt, sowie ein PCI-Express-Controller, über den externe Komponenten wie Netzwerkchips und SSDs angeschlossen werden können.
Ein einzigartiges Merkmal des GB10-Prozessors ist, dass die beiden Chiplets separate Stromversorgungen benötigen. Während beide Chiplets in einem Package sitzen und zusammenarbeiten, sind sie auf der Versorgungsebene voneinander getrennt. Diese Entscheidung, die von Nvidia nicht detailliert erklärt wurde, bedeutet, dass jeder Chiplet eine eigene Stromversorgung benötigt. Dies könnte insbesondere für Notebook-Hersteller problematisch werden, die die N1X-Variante des Prozessors für Gaming-Notebooks verwenden möchten, da sie dafür zwei separate Stromversorgungen in das Mainboard integrieren müssen.
Laut Nvidia kann der GB10 in der DGX Spark Workstation bis zu 140 Watt an Leistung verbrauchen, wobei diese Leistung je nach Auslastung zwischen den CPU- und GPU-Kernen verteilt wird. Dies stellt eine Herausforderung für die Kühlung und die Leistungssteuerung dar, da die beiden Chiplets unterschiedliche Leistungsanforderungen haben. Für den Gaming-Bereich wird eine abgespeckte Version des GB10, der N1X, erwartet, der mit einer maximalen Thermal Design Power (TDP) von 80 Watt für Gaming-Notebooks gedacht ist.
Trotz der beeindruckenden technischen Spezifikationen gibt es auch einige offene Fragen. Die Verfügbarkeit der DGX Spark Workstation ist derzeit unklar, da Nvidia bislang keine genauen Liefertermine genannt hat. Vorbestellungen für das System sind bereits seit Frühjahr möglich, doch die ursprünglich angegebene Verfügbarkeit wurde nicht eingehalten. Insidern zufolge gab es Verzögerungen bei der Fertigung des Display-Controllers und der CPU-Kerne, die Nachbesserungen erforderten. Diese technischen Probleme führten dazu, dass der Zeitplan für die Auslieferung des Systems mehrfach verschoben wurde.
Ein weiterer wichtiger Punkt betrifft die Software-Unterstützung. Nvidia hat für die DGX Spark Workstation sein eigenes Linux-Derivat DGX OS vorgesehen, doch Partnerunternehmen und Hersteller von Gaming-Notebooks fordern auch die Unterstützung von Windows. Insbesondere für Gaming-Notebooks mit dem N1X-Prozessor, der als erster ARM-basierter Prozessor für Windows 11 angeboten wird, ist Windows-Unterstützung notwendig. Nvidia und Microsoft müssen in diesem Zusammenhang zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass der N1X-Prozessor reibungslos mit Windows 11 funktioniert, was derzeit noch nicht gewährleistet ist.
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