Nowy GPU, czyli czym jest Volta
Zaglądając “pod maskę” Titan V zobaczymy zupełnie nowy GPU: wykonany w 12 nm GV100. Mimo mniejszego procesu technologicznego nowy GPU jest wyraźnie większy od poprzednika. Nic dziwnego, musiał przecież pomieścić 640 dodatkowych rdzeni Tensor, absolutnej nowości w układach NVIDII.
| Titan V | Titan Xp | GTX 1080Ti | |
| GV100 | GP102 | GP102 | |
| Architektura | Volta | Pascal | Pascal |
| Litografia | 12 nm | 16 nm | 16 nm |
| Liczba tranzystorów | 21,1 miliarda | 12 miliardów | 12 miliardów |
| Powierzchnia układu | 815 mm kwadratowych | 471 mm | 471 mm |
| SMM/CU | 80 | 30 | 28 |
| Rdzenie CUDA | 5120 | 3840 | 3584 |
| Rdzenie Tensor | 640 | brak | brak |
| Zegar bazowy | 1200 | 1417 | 1480 |
| Zegar Boost | 1455 | 1480 | 1582 |
| Pamięć | 12 GB HBM2 | 12 GB GDDR5X | 11 GB GDDR5X |
| Szyna pamięci | 3072 bit | 384 bit | 352 bit |
| Moc obliczeniowa GFLOP | 14899 | 11366 | 11340 |
| Moc obliczeniowa rdzeni Tensor TFLOP | 110 | brak | brak |
| Przepustowość | 653 GB/s | 480 GB/s | 484 GB/s |
| TDP | 250 W | 250 W | 250 W |
Poziom złożoności tego układu budzi respekt. 21 miliardów tranzystorów. Przy GV100 poprzednicy wyglądają dość ubogo, a to przecież karty zdecydowanie z górnej półki.
Uwagę zwraca też pamięć. NVIDIA użyła (nareszcie) szybkiej pamięci typu HBM2, rezygnując tym samym z upartego stosowania GDDR5X. Ruch słuszny, bo karcie takiej jak Titan V przyda się dodatkowa przepustowość.
Jednak to, co jest największą nowością w układzie NVIDIA Volta to rdzenie Tensor. Obok znanych nam doskonale układów CUDA, których Titan V ma aż 5120, znajdziemy tu wyspecjalizowane jednostki przeznaczone do uczenia maszynowego. Jest ich 640 i razem zapewniają 110 teraflopów mocy obliczeniowej. Kolejny dowód na to, że Titan V nie jest zwyczajną kartą graficzną.
Do czego służyć ma Titan V?
NVIDIA Volta pojawia się wraz z kartą klasy Titan nie bez przyczyny. Od pewnego czasu spekulowano, że nowa architektura NVIDII może być przeznaczona do zadań innych niż grafika. Sztuczna inteligencja i HPC (High Performance Computing) to najważniejsze wyzwania, przed którymi stoją współczesne komputery. I takie są też główne zastosowania Titan V, a tym samym architektury Volta. Jeśli nawet gracze czują się tym zawiedzeni, to wystarczy zapytać: czy z kartą GTX 1080Ti jakakolwiek gra się zacina? Volta dla graczy może i się pojawi, ale jeszcze nie teraz. Teraz najważniejsze są obliczenia związane z SI oraz HPC.
NVIDIA chwali się znaczącym wzrostem wydajności uczenia maszynowego z użyciem Titan V. Zastosowanie rdzeni Tensor powoduje, że Titan V nie tyle jest kartą graficzną, ile urządzeniem wydatnie wspomagającym proces uczenia maszynowego. Dzięki temu systemy komputerowe zdolne do częściowej samodzielności będą w stanie lepiej dostosowywać swoje działania, a przede wszystkim szybciej uczyć się rzeczywistości.
HPC, czyli wysokowymagające obliczenia komputerowe to kolejne zadania stojące przed nową kartą. Nauka może sporo skorzystać na nowym GPU. Niektóre dziedziny, takie jak fizyka, medycyna, badania ludzkiego genomu czy astronomia mają potrzebują coraz większej i większej mocy obliczeniowej. A moc Titan V powoduje, że będzie to świetne narzędzie do takich zastosowań. To chyba najbardziej szlachetne zastosowanie nowego GPU.
NVIDIA nie chwali się natomiast innym, mniej szlachetnym przeznaczeniem tej karty: kopaniem kryptowalut. Nie jest bowiem tajemnicą, że to właśnie kopanie cyfrowych monet jest powodem, dla którego w mijającym roku pojawiały się problemy z dostępnością kart graficznych. A przy wzrastających kursach bitcoina, ale i ethereum oraz innych mniej popularnych kryptowalut, “górnicy” są w stanie zapłacić za nowy GPU pieniądze nieosiągalne dla normalnych użytkowników. Nie ma co się oszukiwać: producent wydał z pewnością kolosalne środki na opracowanie tego układu. I środki te muszą się zwrócić. Uczenie maszynowe i pomoc nauce brzmią świetnie, ale to nie dobre intencje pchają ludzkość naprzód.
Karta pozornie tylko jak inne
Kiedy lata temu pojawiła się koncepcja GPGPU, wydała mi się ciekawa. Karta graficzna udostępniająca swoją moc obliczeniową do niezwiązanych z grafiką zadań? Brzmiało to znakomicie. Dziś to już oczywistość i widać wyraźnie, że idziemy o krok dalej. Nowy Titan V z rdzeniami Tensor to właściwie nie jest już karta graficzna wspomagająca CPU w zadaniach “pozagraficznych”. To wyspecjalizowany produkt dla AI, zaawansowanych obliczeń, rozwiązywania problemów naukowych oraz kopania kryptowalut, a nie do grania w “CS:GO”. Nie mam wątpliwości, że z czasem podobne urządzenia otrzymają własną nazwę, bo trudno jest wrzucać je do jednego worka z “cywilnymi” kartami graficznymi.
To, co wydaje się najciekawsze w NVIDIA Volta, to potencjalny wpływ tej architektury na rozwój SI. Uczenie maszynowe to bowiem przyszłość i to nie tylko w laboratoriach i książkach science-fiction, a w normalnych, domowych zadaniach. Dzięki takim układom wyspecjalizowanym rozwój SI będzie postępował szybciej. A my na tym skorzystamy.
Jednocześnie jestem pewien, że za jakiś czas zobaczymy karty pozbawione rdzeni Tensor, które będą kolejną generacją GeForce’ów. Czy zachowają one pamięć HBM2, czy może otrzymają GDDR5X lub nowe GDDR6? Dowiemy się już w 2018 roku. | CHIP