Hvad er Nvidia Ampere?

Når det kommer til GPU'er, er Nvidia en førende ekspert. At være i branchen siden 1993 har Nvidia produceret en bred vifte af professionelle GPU'er og forbrugere af høj kvalitet.  De værdsatte arkitekturer af deres processorer står bag deres produkts succes, især af deres primære linje, GeForce. Nvidias GPU'er gik ud over spilområdet og udvidede deres tilstedeværelse inden for dyb læring, AI (kunstig intelligens) og accelereret analyse. Nvidia infiltrerede datacentermarkedet for et årti siden startende med Fermi-chips. Efterfølgende iterationer blev foretaget, og virksomheden frigav løbende GPU'er, der udfylder den umættelige efterspørgsel efter hurtigere behandlingshastighed i datacentre. Nvidias GPU'er har udviklet sig gennem årene, og arkitekturdesignerne driver primært evolution.  

Nvidias Ampere-arkitektur

Konkurrencen er alvorligt stram blandt GPU-producenter, men Nvidia holder ikke noget tilbage for at tage toppen. Faktisk har Nvidia domineret AI-markedet i det sidste årti. I 2020 gjorde nyhederne om Nvidias første 7nm (8nm til forbrugerdele) GPU med 54 milliarder transistorer komprimeret i en så lille matrix en hel del. Kodenavn Ampere efter den franske matematiker André-Marie Ampère, Nvidias processorarkitektur øger en massiv forbedring i forhold til sine forgængere, Turing og Volta, og lover flere funktioner, bedre effektivitet og højere ydelse ved lavere effektniveauer. Ampere står bag Nvidias anden generation af RTX GPU'er, RTX 30-serien, og siges at være dobbelt så hurtig som deres kolleger i RTX 20-serien. Ampere-arkitekturen er også styrken bag Nvidia A100-datacenter-GPU'er.

Ampere's specifikationer

Ampere er Nvidias første 7nm / 8nm GPU, anden generation af forbrugerstrålesporing og har tredje generation af tensorkerner. Ampere er den underliggende arkitektur af GA100, GA102 og GA104 GPU'er, som er indlejret i GeForce RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070, og senest RTX 3060. Nvidia er også planlagt til at frigive RTX 3050 i de følgende måneder. I mellemtiden giver virksomheden GA100 GPU 20 gange mere computerkraft end tidligere generationer af datacenter-GPU'er. Her er en oversigt over Nvidias Ampere-baserede professionelle GPU'er og forbruger-GPU'er [1]:

Nvidia A100 

Nvidia A100 er den første GPU, der brugte Ampere-arkitekturen. Enterprise chip er målrettet mod datacentre og designet til GPU-intensive opgaver såsom deep learning og AI. Bygget ved hjælp af TSMCs 7nm-proces, huser det en enorm mængde på 54 milliarder transistorer. Det har overgået de tidligere generationer af enterprise GPU'er med en 20x stigning i ydeevne med 6.912 CUDA-kerner, 432 teksturkortlægningsenheder, 160 ROP'er, tredjegenerations Tensor-kerner og en 40 GB VRAM med hukommelsesbåndbredde, der topper ud ved 1.6 TB / sek. DGX A100 er verdens første AI-system med en klynge på otte A100'er og en stor pris på $ 199.000.

GeForce RTX 30-serien

Bortset fra at dominere virksomhedsmarkedet har Nvidia altid forbrugerne, især spillere og skabere, i tankerne. Ampere-arkitekturen er også vedtaget i Nvidias forbruger-grafikkort. Anden generation af GeForce RTX bærer de Ampere-baserede GPU'er, der øger ydelsen til dobbelt så meget som den forrige generation.

I de fleste aspekter har Ampere mere end dobbelt så stor processorkraft som Turing. Det har fordoblet Turings shader-ydeevne med dobbelt så mange FP32 CUDA-kerner. Specifikt har den 30 Shader-TFLOPS, 2.7x mere end Turing's, som kun er 11 Shader-TFLOPS. Ligeledes måler Turing's Tensor Core til 89 Tensor-TFLOPS, men Ampere har mere end fordoblet denne sats med sine 238 Tensor-TFLOPS. For ikke at glemme dets Ray Tracing Core-priser, som er 58 RT-TFLOPS, 1.7 gange hurtigere end Turings 34 RT-TFLOPS, og for at få GPU'er til at køre endnu hurtigere, forbinder Ampere-chippen til verdens hurtigste hukommelse, Micron G6X.

RTX 30-serien er lavet ved hjælp af Samsung 8N Nvidia Custom Process med 28 milliarder transistorer til GA102 og 17 milliarder transistorer til GA104. Titan klasse RTX 3090 er drevet af GA102 GPU og leverer ekstremt kraftig forbrugerkortydelse. I modsætning til de tidligere generationer er RTX 3090 åben for tredjeparter til brugerdefineret design.

RTX 3080 bruger også en GA102 GPU, der leverer dobbelt så høj ydelse som RTX 2080 og en imponerende 4K-dygtighed. RTX 3070, drevet af GA104 GPU, er på niveau med RTX 2080 Ti til halv pris. Den nyligt udgivne RTX 3060 undlader heller ikke at imponere med sin forbløffende ydeevne drevet af forbedrede Ray Tracing Cores, Tensor Cores, nye streamingmultiprocessorer og G6-hukommelse med høj hastighed.

På trods af den massive præstationsforøgelse går de nye RTX GPU'er ikke tungt på lommen. De meget hurtigere grafikkort er let tilgængelige, når det gælder prisfastsættelse. Nvidia GeForces flagskib, RTX 3080, starter ved $ 699, RTX 3070 sælger til $ 499, og RTX 3060 har en pris på $ 329. Den avancerede RTX 3090 koster $ 1.499; stadig betydeligt billige i betragtning af dens ydeevne på Titan-niveau.

Bare måneder efter udgivelsen har der angiveligt været mangel på Ampere-baserede grafikkort, og det er ingen overraskelse med Amperes fantastiske ydeevne til en rimelig pris. For dem der overvejer en GPU-opgradering, er det nu det bedste tidspunkt at få fat i Nvidias Ampere-baserede GPU'er.

Kilder

[1] Walton, Jarred. “Nvidia RTX 30-Series Ampere Architecture Deep Dive: Everything We Know”. https: // www.tomshardware.com / features / nvidia-ampere-arkitektur-dybdykning. 13. oktober 2020.