Как архитектура NVIDIA эволюционировала от Tesla до Turing

Что касается архитектуры NVIDIA GPU, за последние два десятилетия многое изменилось, но важным поворотным моментом стало то, что те, кто отмечены зеленым, запустили архитектуру Tesla в 2006 году. В этой статье мы оглянемся назад, чтобы увидеть, как архитектура NVIDIA эволюционировал от Tesla до […]

Как архитектура NVIDIA эволюционировала от Теслы до Тьюринга

С точки зрения архитектуры графических процессоров NVIDIA многое изменилось за последние два десятилетия, но важным поворотным моментом стало то, что те, кто был «зеленым», запустили архитектуру Tesla в 2006 году. В этой статье мы оглянемся назад, чтобы увидеть, как она развивалась. NVIDIA архитектура от Теслы до Тьюринга, текущая архитектура (в отсутствие прихода Ампера) и, более конкретно, как ее SM (Streaming Multiprocessors.

В этой статье мы рассмотрим, как архитектура NVIDIA эволюционировала от Tesla до Turing, так что теперь пришло время отойти в сторону и посмотреть, что особенного в каждой из этих архитектур, которые вы можете найти в следующей таблице. ,

Вычислительная мощность. Какие чипы AMD и Nvidia лучше всего подходят для расчетов на видеокарте Более пяти лет вместе с друзьями я загружал простаивающие возможности наших компьютеров активностями из

Собственные тесты

Сразу уточню, что я не сторонник ни «красных», ни «зеленых». Просто для каждого занятия стоит выбирать свой инструмент, а не пытаться сравнивать кита со слоном.

Команда TSC собрала результаты нескольких видеокарт в реальных научных расчетах в виде таблиц. Если мы выберем их с учетом энергоэффективности и универсальности, всю верхнюю часть таблицы займут решения Nvidia с архитектурой Pascal, включая GTX 1070. Совершенно новая Radeon Vega и мощный R9 Fury находятся внутри нее на 182а. Строка и выше.

Современные графические процессоры AMD подходят только для вычислений с поддержкой OpenCL, тогда как графические процессоры Nvidia могут использоваться как для приложений, оптимизированных для OpenCL, так и для CUDA. В некоторых случаях более старые AMD выигрывают от операций с двойной точностью за счет высокого энергопотребления при решении общих задач.

По сравнению с GTX 980Ti видеокарта на базе GTX 1070 показывает небольшой прирост скорости вычислений — на 2,4%. Однако такой прирост наблюдается при значительном снижении энергопотребления — на 25% или 50 Вт. Для этого стоит апгрейд.

Долгосрочная скорость вычисления средней активности GPUGrid для GTX 980Ti

Долгосрочная средняя скорость вычисления активности GPUGrid для GTX 1070

Наш тестовый стенд остался прежним, но до GTX 1070 у нас было время провести научные испытания многих других видеокарт и процессоров. В этой статье приведены только наиболее показательные результаты.

Наша будка пережила майнинг, перебор паролей и продолжает заниматься научными расчетами

По сравнению с флагманами прошлых лет (GTX 680 и максимально приближенная к нему GTX 770), новый GTX 1070 более чем в четыре раза увеличил скорость вычислений. Это также можно увидеть в старых приложениях OpenCL, которые не оптимизированы для современных графических процессоров Nvidia. Например, в проекте Einstein @ Home на GTX 680 задача выполняется в среднем за 50 минут, а на GTX1070 за 11,5 минут.

Общее время для GTX 680

Обработка набора данных в поисках двойных радиопульсаров на GTX 1070

Аналогичная активность на GTX 1070 в 4,3 раза быстрее

Параллельно видеокарта использовалась для тестирования при написании статей о майнинге и переборе паролей. Однако за два месяца смешанного тестирования GTX 1070 мы выполнили больше научных расчетов, чем раньше, почти за пять лет на более чем 20 процессорах и паре старых, периодически работающих видеокарт. Разница огромная.

Долгое время (до конца 2014 года) расчеты проводились только на процессорах разных компьютеров. Скорость роста была незначительной. Потом еще два года загружали расчетами старые видеокарты. Они всегда были очень горячими и шумными, а изображение затягивалось. При работе терпеть это сложно, поэтому расчеты проводились спорадически.

В конце прошлого года друзья подарили мне GTX 680 специально для ускорения вычислений. В то время эта карта уже плохо подходила для игр, но с научными расчетами справлялась неплохо. Давно хотел попробовать ускоритель с архитектурой Kepler и даже содержащий 1536 ядер CUDA!

Динамика научных расчетов на процессорах и видеокартах

Благодаря мощному трехслотовому охлаждению GTX 680 работала достаточно тихо, но нагревала воздух прилично, все-таки двести ватт. Зимой было очень полезно, но в жару. После подсчета сотен различных задач, оптимизированных для графического процессора, за три месяца, я заметил, что в некоторых проектах загрузка видеокарты с задачами BOINC почти не слышна, а в других это делает любую работу чрезвычайно неудобной. Даже при наборе текста иногда возникали лаги. Поэтому я собрал компьютер с Core i7 и подключил монитор к его интегрированному видеоядру, а GTX 680 использовал только для расчетов. В этой версии его можно было использовать круглосуточно, а эффективность вычислений увеличилась вдвое.

После GTX 680 пришло время протестировать GTX 980Ti, а затем GTX 1070. Последние две видеокарты с подключенным монитором не имели задержки изображения при расчетах максимальной нагрузки. Во всяком случае, они не были замечены при работе с текстами, серфинге в сети, обработке изображений и просмотре фильмов. Однако для чистоты эксперимента мы все же подключили их без мониторов. Первый крутой пик на графике — это подключенная GTX 980Ti, за которой следует GTX 1070.

Сумма расчета в BOINC отображается в очках (камешках). Десять точек — это 4,32 триллиона операций с плавающей запятой одинарной точности (FP32). Мы накопили первый миллион баллов за два года, используя до двадцати четырех ядер процессора одновременно. Теперь мы добавляем более миллиона очков каждый день с GTX 1070. Частота выплат в сети Gridcoin также увеличилась. Если раньше монеты зачислялись один-два раза в месяц, то теперь — почти каждый день.

Ежедневная награда за научные расчеты

Формула здесь проста: меньше потребляемой мощности, больше компенсации и больше эффективности.

Однако здесь есть небольшая хитрость: некоторые проекты платят дополнительные баллы в качестве награды за скорость выполнения заданий. Например, в GPUGrid есть три уровня свежести решений: полученные в течение первого дня, два и пять дней с момента отправки задач. По первому начисляется 50% баллов, по второму — 25%, а по завершенным в интервале от 48 до 120 часов ничего лишнего не добавляется. Расчеты, сделанные неделю назад, теряют актуальность и не принимаются во внимание.

GTX 680 занимала более 24 часов на одну задачу

Большие задания GPUGrid, оптимизированные для CUDA, обрабатываются на высокопроизводительных видеокартах за 8–12 часов, в то время как GTX 680 занимает около 30 часов.

GTX 1070 тратит менее шести часов на задачи, которые GTX 680 не может выполнить за день

Intel выпустит свои первые высокопроизводительные игровые видеокарты более чем за 20 лет в начале 2022 года. Для них она создала…

Технические характеристики не нужны

После анонса нового бренда Arc Intel решила не раскрывать основные характеристики и даже количество видеокарт, входящих в новую линейку. Компания ограничилась перечислением только технологий, которые они будут поддерживать, скрывая от всех частоту графического процессора, объем видеопамяти, количество потребляемой мощности, параметры и размер системы охлаждения и многое другое.

Следовательно, на момент публикации материала было известно только, что новые продукты Intel будут поддерживать DirectX 12 Ultimate (DX12U), технологию Mesh Shading и аппаратную трассировку лучей. Компания пообещала раскрыть больше технических характеристик к концу 2021 года.

По состоянию на 17 августа 2021 года было известно только, что на первом этапе карты Arc будут собираться на двух разных графических процессорах. По данным портала VideoCardz, это могут быть DG2-128EU и DG2-512EU, но различий между ними не установлено.

Согласно VideoCardz, чипы серии Alchemist вообще не будут производиться Intel, хотя у нее есть собственные фабрики по производству процессоров. Это будет делать тайваньская компания TSMC, используя для этого топологию 6 нанометров. Это один из самых современных технологических процессов (есть еще 5 нм). На заводах Intel нет подходящего оборудования — компания сейчас занята планомерным переходом с 14 нм на 10 нм.

Выбирайте видеокарту для разных занятий машинным обучением и избегайте подводных камней. Мы разберемся, какие карты покупать не стоит, что делать в кластере и что делать при скромном бюджете.

При работе с архитектурой Transformer, распознавании медицинских изображений, компьютерном зрении и работе с большими изображениями требуется не менее 11 ГБ памяти.

Тензорные ядра быстрее, чем ядра CUDA, потому что им требуется меньше циклов для операций с массивами. Чипы Ampere (линейка RTX 30) имеют меньше тензорных ядер, но их производительность увеличилась .

Рис. 11. Архитектура тензорного ядра в GeForce RTX 2080 Super и GeForce RTX 3080

Статьи и обзоры ⇒ AMD и NVIDIA ежегодно представляют новые поколения графических ускорителей: сейчас актуальны серии Radeon RX 400 и GeForce GTX 1000. Но эти две компании самостоятельно разрабатывают только графические чипы, а их многочисленные партнеры уже занимаются производством видеокарты: ASUS, MSI, Gigabyte, Palit, Sapphire и др. некоторые поставщики специализируются только на видеокартах AMD, другие сотрудничают только с NVIDIA, третьи выпускают все сразу, а четверть, как правило, являются суббрендами более крупных брендов.

Какого бренда? Покупаем видеокарту лучшего производителя

AMD и NVIDIA ежегодно представляют новые поколения графических ускорителей: текущими являются серии Radeon RX 400 и GeForce GTX 1000. Но эти две компании самостоятельно разрабатывают только графические чипы, а их многочисленные партнеры уже занимаются производством видеокарт: ASUS, MSI, Gigabyte, Palit, Sapphire и др. некоторые поставщики специализируются только на видеокартах AMD, другие сотрудничают только с NVIDIA, третьи выпускают все сразу, а четверть, как правило, являются суббрендами более крупных брендов.

Референс и нереференс

Для начала кратко рассмотрим процесс разработки и производства видеокарт. Во-первых, AMD и NVIDIA разрабатывают эталонный дизайн видеокарт, простейшую конструкцию с шумной охлаждающей турбиной, единственная задача которой — продемонстрировать потенциал новых продуктов. Небольшое количество эталонных видеокарт все еще поступает в розницу, но их покупают заядлые компьютерные энтузиасты, желающие сначала получить новинку, или коллекционеры в целом.

И только после этого компании-партнеры приступают к работе и могут свободно менять дизайн видеокарт по своему усмотрению. В итоге нереференсные версии видеокарт получаются намного интереснее: рабочие температуры ниже, система охлаждения тише, подсистема питания усилена, разгон произведен на заводе, дизайн даже симпатичнее. Если у разработчика видеокарт нет собственных производственных линий, они обращаются за помощью к универсальным сборщикам электроники, таким как Foxconn.

ASUS, MSI и Gigabyte

Чаще всего пользователи ПК покупают видеокарту той же марки, что и материнская плата — ASUS, MSI или Gigabyte. Все три компании из Тайваня, все три являются партнерами AMD и NVIDIA. Не то чтобы материнская плата и видеокарта одной марки работали быстрее или надежнее в паре, но у этого пакета все же есть некоторые преимущества. Прежде всего, можно будет управлять настройками обоих устройств с помощью одного приложения для настройки (например, MSI Gaming APP). Во-вторых, материнская плата и видеокарта будут выполнены в единой конструкции, что немаловажно при сборке ПК в корпусе с прозрачным боковым окном. Но останавливаться на этих незначительных преимуществах явно не стоит.

ASUS теперь делает ставку на две линейки видеокарт: Dual и RoG Strix. Первый — это недорогое двухвентиляторное решение с выкрашенной в белый цвет крышкой. Вторая включает две и три фанатские видеокарты черного цвета. Модели RoG Strix с флагманскими графическими чипами (GTX 1070 и 1080) также оснащены настраиваемой RGB-подсветкой.

У MSI есть три ключевые линейки видеокарт: Gaming, Armor и Sea Hawk. Хорошо узнаваемые по черно-красному цвету и изображениям дракона видеокарты Gaming оснащены двумя большими 10-сантиметровыми вентиляторами и имеют значительно повышенные частоты по сравнению с эталонными. Черно-белая серия Armor (чтобы соответствовать материнским платам MSI Krait) имеет такие же большие низкоскоростные вентиляторы, но меньше заводского разгона. Наконец, видеокарты Sea Hawk имеют водяное охлаждение.

Практически все линейки видеокарт Gigabyte (компактный Mini ITX с одним вентилятором, обычный WindForce с двумя вентиляторами и немного разогнанный Gaming G1) имеют единую конструкцию: черно-оранжевый корпус и пропеллеры с канавкой на лопастях для снижения шума. Единственное исключение — серия Extreme Gaming с тремя слотами с самым высоким заводским разгоном решений Gigabyte.

Palit, Gainward и Galax

Крупнейший в мире производитель видеокарт — это вовсе не ASUS, MSI или Gigabyte, а Palit. Помимо собственных линий видеокарт, Palit владеет двумя другими вторичными брендами, которые ранее были независимыми компаниями: Gainward и Galax (также называемые KFA2). Правда, в наших краях продукция этих суббрендов большая редкость.

Сейчас Palit и все ее суббренды производят только видеокарты GeForce, но до середины 2000-х они выпускали решения Radeon одновременно. Самые дешевые модели Palit относятся к сериям StormX и StormX Dual (простейшие полностью алюминиевые радиаторы с одним или двумя вентиляторами). Старые серии называются JetStream и GameRock (оба имеют три утолщенных слота) — первая имеет строгий серебристый цвет, вторая — привлекательный синий.

Inno3D, Zotac и Manli

Гонконгская компания PC Partner владеет сразу тремя брендами видеокарт GeForce: Inno3D, Zotac и Manli (последняя, ​​правда, не представлена ​​в отечественной рознице, но доступна для заказа, например, в интернет-магазине. German ComputerUniverse). Серия Inno3D iChill понравится всем, кто любит все массивное и чудовищное. Эти длинные (более 30 см) видеокарты поставляются с тремя (подсерии X3) и даже четырьмя (X4) вентиляторами).

Для любителей аскетизма больше подходят видеокарты Zotac. Итак, для моделей AMP! Edition, в скромном корпусе скрывается очень эффективный ребристый радиатор с тепловой трубкой. Кстати, именно видеокарты PC Partner (иногда Inno3D, иногда Zotac) всегда разгоняются на заводе для записи высоких частот среди всех конкурентов на рынке.

Sapphire, PowerColor и HIS

Сходство между HIS, PowerColor и Sapphire заключается в том, что они специализируются исключительно на видеокартах AMD. Первая производит самые дешевые модификации Radeon на рынке (линейка iCooler), вторая — наоборот, самая дорогая, по максимуму свисающая с вентиляторами и тепловыми трубками (линейка Red Devil), а третья стремится к средней цене золото (нитро-линия).

EVGA, XFX и PNY

EVGA, XFX и PNY — трио американских производителей видеокарт. Первый выпускает решения GeForce и использует избранные чипы с минимальной утечкой тока (высокий коэффициент ASIQ), что гарантирует, помимо высокого заводского разгона, дополнительное руководство (серия Kingpin). Второй выпускает видеокарты Radeon (серия Black Edition), а третий — профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro.

Colorful, Maxsun и Onda

Китайские компании Colourful, Maxsun и Onda также начали свою экспансию на рынок видеокарт. Их продукция здесь официально не продается, но вы можете заказать ее в китайских интернет-магазинах AliExpress, GearBest и т.д. И если Maxsun и Onda предлагают только простые модификации GeForce, Colorful благодаря своей флагманской линейке iGame за короткое время смогла стать вторым по величине производителем видеокарт в мире.

Что же в итоге купить?

Благодаря переходу на техпроцесс 14 и 16 нм, последние поколения видеокарт NVIDIA и AMD — GTX 1000 и RX 400 — оказались энергоэффективными и, как следствие, прохладными. Поэтому совсем не обязательно приобретать дорогие и полностью продуманные модификации. Если вы хотите купить самую дешевую видеокарту GeForce и готовы мириться с шумным кулером и ограниченным разгоном, обратите внимание на младшие модели Inno3D и Palit. Подобные супер дешевые карты Radeon доступны от Sapphire и HIS.

Вы хотите испытать разгон самостоятельно? Тогда EVGA — ваш выбор. Или хотите видеокарту по максимуму у вас на заводе разогнать? Тогда купите Inno3D iChill или Zotac. Что ж, если для вас важен единый внешний вид и централизация настроек видеокарты и материнской платы, то, конечно, выбирать между ASUS, MSI и Gigabyte.