Kas ir Nvidia Ampere?

Runājot par GPU, Nvidia ir vadošais eksperts. Uzņēmums darbojas kopš 1993. gada, Nvidia ir ražojis plašu augstas kvalitātes profesionālo un patērētāju GPU klāstu.  Cienījamās viņu procesoru arhitektūras ir viņu produktu panākumu pamatā, it īpaši viņu galvenā līnija GeForce. Nvidia GPU pārsniedza spēļu telpu, paplašinot savu klātbūtni dziļās mācībās, AI (mākslīgais intelekts) un paātrinātā analīzē. Nvidia pirms desmit gadiem iefiltrējās datu centru tirgū, sākot ar mikroshēmām Fermi. Turpmākās atkārtojumi tika veikti, un uzņēmums nepārtraukti izlaida GPU, kas piepilda negausīgo pieprasījumu pēc ātrāka datu apstrādes ātruma datu centros. Nvidia GPU gadu gaitā ir attīstījies, un arhitektūras dizains galvenokārt virza evolūciju.  

Nvidia Ampere arhitektūra

GPU ražotāju konkurence ir nopietna, taču Nvidia neko neaizkavē, lai ieņemtu pirmo vietu. Faktiski Nvidia pēdējās desmitgades laikā ir dominējusi AI tirgū. 2020. gadā ziņas par Nvidia pirmo 7nm (8nm patērētāju daļām) GPU ar 54 miljardiem tranzistoru, kas saspiesti tik mazā matricā, izraisīja diezgan lielu buzz. Kodēts Ampērs pēc franču matemātiķa Andrē-Marijas Ampēra, Nvidia procesoru arhitektūra ievērojami uzlabo iepriekšējos, Turing un Volta, uzlabojumus, apsolot vairāk funkciju, labāku efektivitāti un augstāku veiktspēju pie zemākiem jaudas līmeņiem. Ampere ir aiz Nvidia otrās paaudzes RTX GPU, RTX 30 sērijas, un tiek teikts, ka tas ir divreiz ātrāks nekā viņu RTX 20 sērijas kolēģi. Ampere arhitektūra ir arī Nvidia A100 datu centra GPU spēks.

Ampere specifikācijas

Ampere ir Nvidia pirmais 7nm / 8nm GPU, patērētāju staru izsekošanas otrā paaudze, un tai ir trešā tenzora serdeņu paaudze. Ampere ir GA100, GA102 un GA104 GPU pamatā esošā arhitektūra, kas ir iestrādāta GeForce RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 un pavisam nesen RTX 3060. Nākamajos mēnešos Nvidia ir paredzēts izlaist arī RTX 3050. Tikmēr uzņēmuma GA100 GPU nodrošina 20x lielāku skaitļošanas jaudu nekā iepriekšējo paaudžu datu centru GPU. Šeit ir Nvidia Ampere balstītu profesionālo un patērētāju GPU pārskats [1]:

Nvidia A100 

Nvidia A100 ir pirmais GPU, kas izmantoja Ampere arhitektūru. Uzņēmuma mikroshēma ir paredzēta datu centriem un paredzēta GPU ietilpīgiem uzdevumiem, piemēram, padziļinātai apmācībai un AI. Uzbūvēts, izmantojot TSMC 7 nm procesu, tajā atrodas milzīgs daudzums 54 miljardu tranzistoru. Tas ir pārspējis iepriekšējās uzņēmuma GPU paaudzes, 20x palielinot veiktspēju, iekļaujot 6 912 CUDA kodolus, 432 faktūras kartēšanas vienības, 160 ROP, trešās paaudzes Tensor kodolus un 40 GB VRAM ar atmiņas joslas platumu, kas pārsniedz 1.6 TB / sek. DGX A100 ir pasaulē pirmā AI sistēma ar astoņu A100 kopu un lielu cenu zīmi 199 000 ASV dolāru vērtībā.

GeForce RTX 30 sērija

Papildus dominēšanai uzņēmuma tirgū, Nvidia vienmēr ir domājusi patērētājus, īpaši spēlētājus un radītājus. Ampere arhitektūra ir pieņemta arī Nvidia patērētāju grafiskajās kartēs. Otrajā GeForce RTX paaudzē ir Ampere bāzes GPU, kas uzlabo veiktspēju līdz divreiz lielākam nekā iepriekšējās paaudzes.

Lielākajā daļā aspektu Ampere ir vairāk nekā divas reizes lielāka par Turingas apstrādes jaudu. Tas ir dubultojis Turinga ēnotāju veiktspēju ar divreiz lielāku FP32 CUDA kodolu skaitu. Konkrēti, tam ir 30 Shader-TFLOPS, 2.7x vairāk nekā Turingā, kas ir tikai 11 Shader-TFLOPS. Tāpat Turingas Tensor Core mēra 89 Tensor-TFLOPS, bet Ampere ir vairāk nekā divkāršojusi šo likmi ar saviem 238 Tensor-TFLOPS. Neaizmirstiet arī par Ray Tracing Core likmēm, kas ir 58 RT-TFLOPS, 1.7 reizes ātrāk nekā Turingas 34 RT-TFLOPS, un, lai GPU darbotos vēl ātrāk, Ampere mikroshēma tiek savienota ar visātrāko atmiņu pasaulē - Micron G6X.

RTX 30 sērija ir izgatavota, izmantojot Samsung 8N Nvidia Custom Process ar 28 miljardiem tranzistoru GA102 un 17 miljardiem tranzistoru GA104. Titan klases RTX 3090 darbina GA102 GPU, un tas nodrošina ārkārtīgi jaudīgu patērētāja karšu veiktspēju. Atšķirībā no iepriekšējām paaudzēm, RTX 3090 ir pieejams trešām pusēm pielāgotam dizainam.

RTX 3080 izmanto arī GA102 GPU, kas nodrošina divkāršu veiktspēju nekā RTX 2080 un iespaidīgu 4K spēļu veiklību. RTX 3070, ko darbina GA104 GPU, ir līdzvērtīgs RTX 2080 Ti par pusi no cenas. Nesen izlaistais RTX 3060 arī nekad nepārsteidz ar savu satriecošo veiktspēju, ko nodrošina uzlaboti staru izsekošanas kodoli, tenzora serdeņi, jauni straumēšanas daudzprocesori un ātrgaitas G6 atmiņa.

Neskatoties uz milzīgo veiktspējas pieaugumu, jaunie RTX GPU nav pietiekami smagi kabatā. Daudz ātrākas grafikas kartes ir viegli pieejamas, kad runa ir par cenu noteikšanu. Nvidia GeForce flagmaņa RTX 3080 cena ir no 699 USD, RTX 3070 - 499 USD, un RTX 3060 cenu zīme ir 329 USD. Augstākās klases RTX 3090 maksā 1 499 USD; joprojām ir ievērojami zemas izmaksas, ņemot vērā Titan līmeņa sniegumu.

Tikai mēnešus pēc tās izlaišanas, kā ziņots, trūkst Ampere bāzes grafisko karšu, un tas nav pārsteigums ar Ampere lielisko sniegumu par saprātīgu cenu. Tiem, kas apsver GPU jaunināšanu, tagad ir labākais laiks, lai saņemtu roku Nvidia Ampere bāzes GPU.

Avoti

[1] Voltons, Džerreds. “Nvidia RTX 30. sērijas Ampere arhitektūras dziļūdens niršana: viss, ko mēs zinām”. https: // www.tomsaparatūra.com / features / nvidia-ampere-architecture-deep-dive. 2020. gada 13. oktobris.