要約:
現代のパーソナル コンピューターでは、グラフィック カードは通常、高並列グラフィック レンダリングと人工知能計算専用の数千のストリーム プロセッサで構成される巨大なコンピューティング エンジンとみなされます。しかし、ハードウェア開発コミュニティと基礎技術者による最新の詳細な分析によると、実際には、最新の NVIDIA GPU 内に、オープン命令セット アーキテクチャに基づく数十の RISC-V プロセッサ コアが隠されています。
これらの低電力コアは、グラフィックス カード チップ内の「マイクロ中央処理装置」として非常に重要な役割を果たし、元々メイン システム CPU に必要だったグラフィックス カード ドライバー管理とハードウェア スケジューリング作業を完全に引き継ぎます。
NVIDIA が Turing アーキテクチャと Ampere アーキテクチャから徐々にオープン ソースの RISC-V アーキテクチャを導入して以来、GSP (グラフィックス システム プロセッサ) と呼ばれるこれらの軽量コアと基礎となるさまざまな管理ユニットがチップ全体に密かに埋め込まれてきました。一般的な NVIDIA GeForce または RTX ワークステーション グラフィックス カードの内部には、数十の特殊な RISC-V 補助コアがあり、メモリ コントローラーの管理、電力と温度の監視、安全な暗号化計算から表示出力パイプライン制御に至るまで、一連の重くて繊細な低レベル システム タスクを担当します。
最も重要な変更は、Nvidia による GSP ファームウェア アーキテクチャの再構築です。初期のグラフィックス カード設計では、ハードウェア スケジューリングとドライバー命令の変換作業のほとんどは、マザーボード上のシステム CPU によって完了していました。これにより、メイン CPU のコンピューティング リソースが占有されるだけでなく、不必要なシステム遅延が発生しやすくなります。現在、NVIDIA はドライバー実行ロジックの大部分をグラフィックス カード チップ内の特殊な RISC-V コントローラー (つまり GSP) に移行し、リアルタイムのスケジューリングと命令の管理をグラフィックス カード内で直接完了し、ホストの CPU 負荷を完全に解放し、グラフィックス レンダリングの応答遅延を大幅に短縮しています。
ドライバーのパフォーマンスの向上に加えて、多数の RISC-V コアの導入により、グラフィックス カードのセキュリティとハードウェアのモジュール性も大幅に強化されています。これらの軽量コアは、高度に閉鎖的で暗号化されたシステム ファームウェアを実行し、グラフィックス カードに対して独立したハードウェアの信頼のルート (ルート オブ トラスト) を確立し、悪意のあるドライバーを使用してグラフィックス カードの基盤となるチャネルに侵入するセキュリティ リスクを効果的にブロックします。同時に、標準化された RISC-V アーキテクチャを通じて、NVIDIA 研究開発チームは、チップ全体のロジックを完全に再構築することなく、内部マイクロコードと基礎となる機能モジュールを迅速に繰り返し更新できます。
NVIDIA GPU の内部ロジックの進化は、最新のグラフィックス カードが単なる並列コンピューティング コプロセッサではなく、複数の専用処理ユニットと高度に統合された複雑なシステム オン チップ (SoC) であることを十分に示しています。オープンソース RISC-V アーキテクチャを内部で深く統合したこのコア設計は、NVIDIA がグラフィックス カードの高性能と技術独占の優位性を維持するための隠れた障壁であるだけでなく、トップ商用半導体製品の目に見えない柱としてのオープンソース命令セット アーキテクチャの巨大な価値を明確に示しています。
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