私は間違っていました。DLSS は GPU の未来ではありませんが、これは GPU の未来です。

DLSS はゲームチェンジャーでした。専用の AI アクセラレーション ハードウェアのために GPU のスペースを犠牲にするという NVIDIA の決定は、先見の明のある行動であることが判明しました。 DLSS は、高解像度のフラット パネルによって生じる深刻な問題と、スケーリング方法がひどいために任意のパネル解像度をターゲットにしなければならないというフラストレーションを解決します。

DLSS (および程度は低いですが FSR と XeSS) のおかげで、その問題は現在効果的に解決されていますが、ゲーム開発者は、過去数年間の生の GPU レンダリング能力の世代間の進歩の鈍さを補うための杖として DLSS を使用しているという認識があります。

おそらくこれにはある程度の真実はありますが、DLSS やその他の同様のテクノロジが、将来のグラフィックス コンピューティングのニーズのすべてを担うとは思えません。チップメーカーは、より高速なチップの存在を妨げるスピードバンプを克服する必要があるだけであり、それを達成するためにソフトウェア ソリューションを使用するつもりはありません。

部屋の中にある大きな一枚岩の象

一発で正解できます

GPU が以前ほど高速化していないのはなぜですか?簡単な答えは、CPU テクノロジーに存在するのと同じ壁に私たちがぶつかっているということです。少なくとも現在のリソグラフィー手法では、トランジスタをどれだけ小さくできるかには限界があり、実際の G​​PU ダイの大きさにも限界があります。

マイクロチップは大きなシリコンウェーハにエッチングされます。より大きく、より複雑で強力なチップがある場合、各ウェーハから得られるチップの数は少なくなります。そのため、各チップの価格が高くなります。また、ハード リソグラフィーのレチクル サイズには、約 26 × 33 mm という制約があります。

これにチップの「歩留まり」の問題が加わります。一部のチップには欠陥があり、その場合は廃棄する必要があり、そのコストは製造されたチップに転嫁されます。この打撃を軽減する方法がいくつかあります。シリーズの下位層の GPU が、最上位のカードとまったく同じチップ ダイを備えていることは珍しいことではありません。欠陥のある計算ユニットを無効にして、性能は劣るものの、完全に機能する GPU を作成しただけです。

しかし、チップをどんどん大きくし続けることはできません。いわゆる「ウェーハスケール」チップは存在しますが、GPU がそのサイズに達すると期待するのはほとんど合理的ではありません。

チップレットを使用すると、より小型で安価な部品から GPU を構築できます

禁断のレゴ

そこで「チップレット」のアイデアが登場します。プロセッサを 1 つのモノリシック ダイとして作成するのではなく、歩留まりが良く、個別に製造するのが安価な複数の小さなユニットからプロセッサを組み合わせます。

したがって、より強力なチップが必要な場合は、より多くのチップレットを使用するだけです。これは、AMD が CPU を安価かつスケーラブルにするために驚くべき効果をもたらした方法です。 Intel が最終的にチップレット設計に追いつくまでには、かなりの時間がかかりました。

ここでの大きな問題は、これらのチップレットを接続してモノリシック チップと同じパフォーマンスを実現する方法です。チップレット間の通信に関する小さな問題でも、パフォーマンスが低下する可能性があります。 Apple は、一部の Apple Silicon SoC のダイ上に複数の GPU ブロックがあるにもかかわらず、チップを「融合」し、単一の論理 GPU (アプリでは単一の GPU として認識される) を作成することで、驚くべき進歩を遂げました。

これまでは CPU で動作していましたが、GPU ではどうなるでしょうか?まあ、AMDはすでにチップレットベースのGPUを試しています。 RDNA 3 は、キャッシュ ユニットなどのコンポーネントにチップレットを使用します。 AMD MI300X には、8 つの GPU アクセラレータ コンプレックス ダイ、4 つの I/O ダイ、および 8 つの HBM スタックが 1 つのアクセラレータに相互接続されています。

NVIDIA の Blackwell アーキテクチャは、10TB/s で接続された 2 つのコンピューティング ダイを使用しますが、ソフトウェアには 1 つのコヒーレント GPU として表示されます。ただし、NVIDIA は消費者向けカードではこれを行いませんでした。 RTX 5090 はモノリシックです。同様に、AMD は RDNA 4 でモノリシック設計に戻りました。まだ全面的に取り組む準備ができていないようです。

それでも、チップレット設計が GPU に登場するというわけではなく、実際に登場しており、今後さらに面白くなるだけです。

GPU は再び本来のパワーを得ることができる

GPU はムーアの法則やそれに近いものに従っているわけではありませんが、将来的にコンピューター グラフィックスを継承するために DLSS のような代替レンダリング手法に完全に依存する必要があるとも思えません。

チップレットは、巨大なモノリシック ダイのワンショットの性質から GPU を解放することで、設計者に別の拡張方法を提供します。すべてのトランジスタを最新かつ最も高価なプロセスに配置する代わりに、最先端のシリコンをその恩恵を受けるコンポーネント用に確保し、キャッシュ、I/O、その他の機能を別の場所で製造することができます。 1 つの巨大なダイよりも、より小さなコンピューティング ダイの方が製造が容易になる場合もあります。これはいずれも GPU が安くなるという保証はありません (パッケージ自体が高価です) が、チップ設計者にはモノリシック GPU にはない選択肢が与えられます。

AI 需要が今日の GPU とメモリ市場をどれほどひどく歪めているかを考えると、GPU パッケージングとチップレット研究に注ぎ込まれた巨額の資金が、最終的にはより安価なゲーム ハードウェアに少しずつ注ぎ込まれることを少なくとも期待できます。