Čo je Nvidia Ampere?

Pokiaľ ide o GPU, Nvidia je popredný odborník. Nvidia podniká od roku 1993 a vyrába širokú škálu špičkových profesionálnych a spotrebiteľských GPU.  Za úspechom ich produktu stojí vážená architektúra ich procesorov, najmä za ich hlavnou líniou, GeForce. GPU spoločnosti Nvidia presiahli herný priestor a rozšírili svoju prítomnosť v oblasti hlbokého učenia, umelej inteligencie (AI) a zrýchlenej analýzy. Nvidia prenikla na trh dátových centier pred desiatimi rokmi, počnúc čipmi Fermi. Boli vykonané následné iterácie a spoločnosť neustále vydávala GPU, ktoré uspokojili neukojiteľný dopyt po vyššej rýchlosti spracovania v dátových centrách. GPU spoločnosti Nvidia sa v priebehu rokov vyvíjali a vývoj smeruje predovšetkým k návrhom architektúry.  

Ampérová architektúra spoločnosti Nvidia

Konkurencia medzi výrobcami GPU je vážne tesná, ale Nvidia nezdržuje nič späť, aby sa dostala na prvé miesto. Nvidia v skutočnosti dominovala na trhu s AI v poslednom desaťročí. V roku 2020 priniesli správy o prvom 7nm (8nm pre spotrebné diely) GPU spoločnosti Nvidia s 54 miliardami tranzistorov stlačených v takej malej matrici dosť veľký rozruch. S kódovým menom Ampér po francúzskom matematikovi André-Marie Ampèrovi, Architektúra procesorov spoločnosti Nvidia podporuje výrazné zlepšenie oproti svojim predchodcom Turing a Volta a sľubuje viac funkcií, lepšiu účinnosť a vyšší výkon pri nižších úrovniach výkonu. Spoločnosť Ampere stojí za druhou generáciou grafických procesorov RTX radu Nvidia, radom RTX 30, a je údajne dvakrát rýchlejšia ako ich kolegovia z radu RTX 20. Ampérska architektúra je tiež silou, ktorá stojí za GPU dátového centra Nvidia A100.

Ampérove špecifikácie

Ampere je prvá GPU Nvidia 7nm / 8nm, druhá generácia sledovania spotrebiteľských lúčov, a má tretiu generáciu tenzorových jadier. Ampere je základná architektúra GPU GA100, GA102 a GA104, ktoré sú zabudované v procesoroch GeForce RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 a naposledy RTX 3060. Nvidia by mala v najbližších mesiacoch vydať aj RTX 3050. Podnikový grafický procesor GA100 medzitým poskytuje 20-násobne vyšší výpočtový výkon ako predchádzajúce generácie grafických procesorov dátových centier. Tu je prehľad profesionálnych a spotrebiteľských GPU od spoločnosti Nvidia založených na ampéroch [1]:

Nvidia A100 

Nvidia A100 je prvý GPU, ktorý používal architektúru Ampere. Podnikový čip je zameraný na dátové centrá a je navrhnutý pre úlohy náročné na GPU, ako sú hlboké učenie a AI. Bol vyrobený pomocou 7nm procesu spoločnosti TSMC a obsahuje obrovské množstvo 54 miliárd tranzistorov. Prekonal predošlé generácie podnikových GPU s 20-násobným zvýšením výkonu s 6 912 jadrami CUDA, 432 jednotkami mapovania textúr, 160 ROP, jadrami Tensor tretej generácie a 40 GB VRAM so šírkou pásma pamäte, ktorá vrcholí na 1.6 TB / s. DGX A100 je prvý systém AI na svete s klastrom ôsmich A100 a vysokou cenou 199 000 dolárov.

Séria GeForce RTX 30

Okrem dominancie na podnikovom trhu má Nvidia vždy na pamäti spotrebiteľov, najmä hráčov a tvorcov. Architektúra Ampere je tiež prijatá v spotrebiteľských grafických kartách spoločnosti Nvidia. Druhá generácia GeForce RTX nesie GPU založené na ampéroch a zvyšuje výkon na dvojnásobok oproti predchádzajúcej generácii.

Vo väčšine aspektov má Ampere viac ako dvojnásobný výkon pri spracovaní ako Turing. Zdvojnásobil výkon shaderu Turinga s dvojnásobným počtom jadier FP32 CUDA. Konkrétne má 30 Shader-TFLOPS, 2.7x viac ako Turing, čo je iba 11 Shader-TFLOPS. Rovnako tak Turing's Tensor Core meria na 89 Tensor-TFLOPS, ale Ampere túto mieru viac ako zdvojnásobil so svojimi 238 Tensor-TFLOPS. Netreba zabúdať ani na jeho rýchlosti Ray Tracing Core, čo je 58 RT-TFLOPS, 1.Čip Ampere sa pripája k najrýchlejšej pamäti na svete, Micron G6X, 7-krát rýchlejší ako Turing's 34 RT-TFLOPS a aby sa ešte rýchlejšie spustili GPU.

Séria RTX 30 je vyrobená s použitím Samsung 8N Nvidia Custom Process s 28 miliardami tranzistorov pre GA102 a 17 miliardami tranzistorov pre GA104. RTX 3090 triedy Titan je poháňaný grafickým procesorom GA102 a poskytuje mimoriadne vysoký výkon na spotrebiteľských kartách. Na rozdiel od predchádzajúcich generácií je model RTX 3090 otvorený pre tretie strany v oblasti vlastného dizajnu.

RTX 3080 tiež používa GPU GA102, čo poskytuje dvojnásobný výkon ako RTX 2080 a pôsobivú hernú zdatnosť v rozlíšení 4K. RTX 3070, poháňaný grafickým procesorom GA104, je na rovnakej úrovni ako RTX 2080 Ti za polovičnú cenu. Nedávno vydaný model RTX 3060 tiež nikdy nezapôsobí ohromujúcim výkonom poháňaným vylepšenými Ray Tracing Cores, Tensor Cores, novými streamovacími multiprocesormi a vysokorýchlostnou pamäťou G6.

Napriek masívnemu zvýšeniu výkonu nové grafické procesory RTX nezostanú vo vrecku. Oveľa rýchlejšie grafické karty sú ľahko dostupné, pokiaľ ide o ceny. Vlajková loď Nvidia GeForce, RTX 3080, začína na 699 dolároch, RTX 3070 sa predáva za 499 dolárov a RTX 3060 má cenovku 329 dolárov. Špičkový model RTX 3090 stojí 1 499 dolárov; vzhľadom na výkon na úrovni Titanu je stále značne lacný.

Iba pár mesiacov po vydaní údajne chýba grafická karta založená na Ampere a nie je prekvapením ohromujúci výkon Ampere za rozumnú cenu. Pre tých, ktorí uvažujú o aktualizácii GPU, je teraz ten najlepší čas na to, aby ste sa dostali k GPU založeným na procesoroch Nvidia Ampere.

Zdroje

[1] Walton, Jarred. „Nvidia RTX 30-Series Ampere Architecture Deep Dive: Everything We Know“. https: // www.tomshardware.com / features / nvidia-ampere-architecture-deep-dive. 13. októbra 2020.