GDDR und DDR auf APU-Board?!

[cele]

Hi Leute,
hab nen Einfall von dem ich denk hä wieso gibts sowas nicht.
Es geht um die APUs.
Ich finde die Idee intererssant, CPU und GPU zu vereinen, hätt mir anfangs als ich zum ersten mal davon gehört hab viel davon versprochen, zwecks Geschwindigkeit/Effizienz. Weil wichtige PC Elemente direkt miteinander verbaut sind, also ohne Bus Systeme kommunizieren können. Auch weniger Stromverbrauch etc..

Realität war ja dann bekanntermaßen eine eher bescheidene Performance im 3d Bereich.
Grund ist doch soweit ich es mitgekriegt hab der, dass die GPU -anstelle von GDDR wie bei dedizierter Graka- auf den RAM zugreifen muss, welcher sich dafür halt konstruktionsbedingt nicht besonders gut eignet.

Könnte man sich nicht Mainboards vorstellen, sie außer RAM Stechplätzen auch Steckplätze für GDDR5 bereitstellen?
Dann bräuchts halt noch ein paar Standards für die GDDR-Riegel, müsste doch machbar sein oder nicht?
Somit hätte man die Möglichkeit seine APU richtig zu befeuern (die neukonzipiert ist mit 2 Speichercontrollern).

Oder bringts das alles aus irgend einem Grund nicht und deshalb wird es nicht angeboten?

 

[rg88]

Die Leitungen sind um ein hundertfaches (geschätzt) länger, wenn der GDDR-Speicher erst von der APU über das Mainboard geschleift werden muss. Dadurch hast du höhere Latenzen und dadurch verpufft der Vorteil wieder. Auch ist gesteckt immer schlechter als verlötet.
Wenn du dir jetzt noch den Verbrauch einer Mittelklasse bis Highend karte ansiehst und das zum CPU-Verbrauch addierst kommst du auf astronomische Werte, die du nie wegkühlen kannst. Deshalb haben APUs nur GPUs in maximal der unteren Mittelklasse "onchip".

Und mal angenommen GDDR wäre steckbar, dann wäre er sehr teuer, sodass sich der Kostenvorteil einer APU nicht mehr rentiert

 

[aim.star]

Bringen wuerde es schon was, nur ist das nicht ganz so einfach, weil dann sowohl APU und Mainboard ueber einen zusaetzlichen Bus kommunizieren muessen, den es noch nicht gibt (noch nicht spezifiziert wurde). Der Markt ist aber noch deutlich zu klein als dass da irgendjemand anfaengt und GDDR5 Riegel und das ganze sonstige Zubehoer herstellt.
Interessanter weise gab es aber schon mal sowas, ich habe hier noch ein AM2+ ITX board, bei dem fuer die onBoard GPU ein zusaetzlicher 128MB Speicher aufs Board geloetet wurde.
Intel stellt bei Iris Pro auch einen schnellen Speicher bereit, der liegt ja aber "in" der CPU (auf dem Package oder so). Mal sehen ob AMD mit HBM auch sowas in der Richtung ausprobiert.
Nur eine Loesung mit zusaetlichen Steckplaetzen wird es wohl eher nicht geben.

 

[cele]

Zitat entfernt

@rg88

Hm..ok also das mit den längeren Leitungen denk ich ist nicht so das Problem, siehe Großrechner. Außerdem könnte der GDDR auch aufm board verlötet sein, direkt neben der APU.
Aber die Hitze..stimmt das könnte ein Grund sein
thx rg88 auf jeden

Ergänzung (30. April 2015)

Zitat entfernt

@aim.star

AH OK dann hat man sich zumindest damit schon beschäftigt, thx

 

[MusicJunkie666]

Viel mehr gibt es zum Text von rg88 nicht hinzuzufügen. Besonders hervorheben möchte ich aber die Themen Abwärme und die Länge der Leitungen zum GDDR.
Rechne mal die Abwärme einer Mittelklasse GraKa und die einer CPU zusammen, da kommst du auf gut 250-350W - und das bei ziemlich kleiner Chipfläche. Das bekommt keine HighEnd-Wakü gekühlt.
Und wie rg88 schon erklärt hat, einer der großen Vorteile vom GDDR ist, neben der Bandbreite, die niedrige Latenz. Diese kommt u.A. dadurch zustande, dass die Speicherchips rund um die GPU angeordnet sind, also maximal ~1,5cm von der GPU entfernt sind.

 

[fireblade_xx]

Nicht alles was technologisch möglich ist, ist auch ökonomisch sinnvoll. Selbst wenn es die Leute kaufen sollten, würde eine solche Lösung den großen Karten die Käuferschaft abgraben. Wenn dann weniger Marge für die Unternehmen drin ist, wird es sowas nur sehr ungern geben bzw. gar nie

 

[cele]

Zitat entfernt

oder erst mit 100mhz ein halbes jahr später mit 150 usw..^^

 

[rg88]

@rg88

Hm..ok also das mit den längeren Leitungen denk ich ist nicht so das Problem, siehe Großrechner. Außerdem könnte der GDDR auch aufm board verlötet sein, direkt neben der APU.
Aber die Hitze..stimmt das könnte ein Grund sein
thx rg88 auf jeden

Doch genau die langen Leitungen sind einer der gravierenden Nachteile. Was meinst du mit Großrechnern?

 

[ForenTroll]

Neben der längeren Signallaufzeit hast du bei einer langen Leitung auch eine größere Last. Um das bei gleichem Takt zu betreiben müssen die Ausgangstreiber entsprchend größer dimensioniert sein, was wiederum mehr Strom benötigt und zusätzliche Verzögerungen bedeutet.

Dann muss das ganze ja auch irgendwie verdrahtet werden. Um die vollen Geschwindigkeitsvorteile vom GDDR nutzen zu können bräuchtest du schon noch ein paar 100 zusätzliche Pads auf dem Die und Pins an Package und Sockel. Das macht das beides wieder größer und teurer. Aus dem Sockel müssen die Strippen irgendwie durch die Leiterplatte und wenn das Mainboard dafür ein Layer mehr braucht wird es nochmal teurer.

Damit verpuffen die Vorteile gegenüber einer dedizierten Grafikkarte.

 

[chithanh]

APUs mit GDDR5 gibt es schon, nämlich die PlayStation 4. Soweit ich weiß, spezifiziert der GDDR5-Standard keine Steckplätze, also müsste der Speicher und womöglich auch die APU fest aufs Board gelötet sein.

Was aber wohl kommen wird, sind APUs mit HBM (dem GDDR5-Nachfolger) auf dem CPU-Package.

 

[Peter_Shaw]

Ein spezieller Cache mit embedded RAM direkt auf der APU könnte Sinn machen, so wie intel das bei der "Iris Pro"-Grafik macht. Wäre aber wahrscheinlich schwierig in der Umsetzung und teuer. Oder ist das schon in der Mache?

@ chithanh
Zu spät gesehen. Kommt also tatsächlich?

 

[Candy_Cloud]

Also vieles wurde ja schon sehr richtig beschrieben.

Aktueller GDDR5 kommt meist in Konfigurationen von 256-Bit bis 512-Bit zum Einsatz. Normale Dual-Channel Memorycontroller kommen jedoch auf 64+64-Bit also 128-Bit. Das ist nur die Hälfte bis ein Viertel der Bandbreite von GPUs. Ohne diese Bandbreite verpufft auch jeder Vorteil der höheren Taktung da die Übertragungsrate in GB/s unmittelbar proportional zur Bandbreite in Bit verläuft. Die Taktrate kann da nur mäßig noch Übertragungsrate reißen.

Und je höher nun die Bandbreite ist, desto störanfälliger wird die Übertragung der parallelen Bits was auch wieder von der Entfernung der Bausteine zur GPU beeinflußt wird. Dazu dann noch diese unbekannten Widerstände an den RAM Modulen in ihren Sockeln.

Die aller beste und gewinnbringendste Lösung ist in diesem Fall z.B. ein größerer eSRAM. Denn dieser sitzt direkt im Chip und kann Latenzen beim schnellen Nachladen der Shadern gut puffern. Hinter so einem eSRAM kann dann auch der RAM langsamer sein wenn der Treiber entsprechend damit umgehen kann und die Software auf den eSRAM optimiert wurde.
Dieses Prinzip findet bei der Xbox One Verwendung. Die APU hat hier 32MB eSRAM und dafür "nur" den langsameren 8GB GDDR3 auf der Platine. Die PS4 setzt direkt auf 8GB GDDR5 dafür besitzt diese APU keinen eSRAM.
Ob dieser Puffer sich nun lohnt ist eben stark eine Frage der Optimierung der Software die darauf laufen soll.

 

[chithanh]

@ chithanh
Zu spät gesehen. Kommt also tatsächlich?

Dass HBM auf APUs kommt, ist schon länger klar: http://wccftech.com/evidence-amd-apus-featuring-highbandwidth-stacked-memory-surfaces/


Die Frage ist nur, wann es kommt. ComputerBase und einige andere hatten spekuliert, dass es bereits mit Carrizo soweit sein könnte, aber das erscheint aktuell eher unwahrscheinlich.

 

[cele]

Wie lang sind eigentlich die Signalwege innerhalb einer aktuellen CPU/GPU so größenordnungsmäßig?
Kanns mir überhaupt nicht vorstellen, dass sich ein paar cm hin oder her bei 300'000 km/s auswirken.

 

[ForenTroll]

Ist ja nicht im Vakuum, also etwas langsamer.
Bei Kupfer etwa 2E8m/s oder auch 20cm/ns. Die "paar cm" summieren sich also schnell auf ein paar 100ps hoch.