NVIDIA Hopper: 5nm čip se 140 mld. tranzistorů, nebo jen neinformovaný odhad?

Nedávno jsme se podívali na fámy hovořící o tom, že NVIDIA Hopper budou monolity s plochou přes 1000 mm². Autor tento svůj výrok postupně mírnil, až jsme se v podstatě dozvěděli to, že nemá ani ponětí o tom, jak přesně by měly být velké a bohužel ani o tom, že existuje nějaké omezení ve velikosti fotomasky a výsledných čipů, které neumožní tvořit tak velké čipy. 

 

 

Nyní se na čínských fórech Chiphell via 9550pro objevily další informace o tom, že máme očekávat nástup 5nm Hopper, jež budou tvořeny více než 140 miliardami tranzistorů. Jde pochopitelně o informace, které zatím vůbec nelze brát vážně a my se nad nimi můžeme jen trošku zamyslet a podívat se na to, zda mohou být pravdivé. 

 

Dle teorie platí, že NVIDIA si může na 5nm procesu nechat vytvořit až 858 mm² velké čipy a ve skutečnosti to bude spíše o něco méně a dejme tomu něco mezi tímto číslem a 826 mm² grafického procesoru GA100 generace Ampere. Ten je přitom tvořen 54,2 miliardami tranzistorů a my jsme už uváděli, že GH100 (Hopper) by mohl mít i necelý trojnásobek tohoto počtu. 

 

Nyní se tak mluví o 140 miliardách tranzistorů, což víceméně odpovídá našemu předpokladu, ale jde tu o číslo, které někdo zjistit přímo u zdroje, nebo jde jen o prostý výpočet? Lze totiž předpokládat, že GH100 bude velký alespoň jako GA100, čili 826 mm² a více. Dále je dobře známo, že 5nm proces firmy TSMC již dosahuje hustoty 171 milionů tranzistorů na milimetr čtverečný (M/mm²) a když to vynásobíme velikostí čipu GA100, dostaneme právě akorát 141 miliard tranzistorů.

 

Znamená to tak, že si dané číslo někdo jen vycucal z prstu na základě dobře známých informací? V reálném světě totiž nelze očekávat, že GPU NVIDIE bude mít skutečně 171 M/mm², neboť to by muselo opravdu dokonale využít veškerý dostupný prostor, jelikož jde o "peak density" čili skutečně maximální možnou tranzistorovou hustotu a té se logické čipy zpravidla ani nepřibližují. Na druhou stranu by GH100 přece jen mohlo být o něco větší než GA100, ale pokud se budeme držet výše uvedeného limitu, nebude to už velký rozdíl. 

 

Když si přitom spočítáme reálnou tranzistorovou hustotu čipu GA102, vyjde nám 65,6 M/mm², zatímco pro 7nm TSMC platí teoretické maximum 91 M/mm². Jde tak o cca 72 procent maximální možné hustoty a kdybychom to měli aplikovat na teoretický 850mm² GH100 na 5nm procesu (0,72 * 171 * 850), vyjde nám cca 105 miliard tranzistorů. Výsledek se pochopitelně může lišit dle toho, jakou průměrnou tranzistorovou hustotu daný čip bude ve skutečnosti mít, ale věc se má tak, že pokud má platit reticle limit 858 mm², pak monolitické 5nm GPU s největší pravděpodobností na 140 miliard tranzistorů zdaleka nedosáhne.