Cos'è Nvidia Ampere??

Quando si tratta di GPU, Nvidia è uno dei maggiori esperti. Essendo in attività dal 1993, Nvidia ha prodotto una vasta gamma di GPU professionali e consumer di alta qualità.  Le apprezzate architetture dei loro processori sono alla base del successo del loro prodotto, in particolare della loro linea principale, la GeForce. Le GPU di Nvidia sono andate oltre lo spazio di gioco, espandendo la loro presenza in deep learning, AI (Artificial Intelligence) e analitica accelerata. Nvidia si è infiltrata nel mercato dei data center un decennio fa, a partire dai chip Fermi. Sono state effettuate iterazioni successive e l'azienda ha continuamente rilasciato GPU che soddisfano l'insaziabile richiesta di velocità di elaborazione più elevate nei data center. Le GPU di Nvidia si sono evolute nel corso degli anni e il design dell'architettura guida principalmente l'evoluzione.  

L'architettura Ampere di Nvidia

La concorrenza è molto serrata tra i produttori di GPU, ma Nvidia non trattiene nulla per conquistare il primo posto. In effetti, Nvidia ha dominato il mercato dell'IA negli ultimi dieci anni. Nel 2020, la notizia della prima GPU a 7 nm (8 nm per le parti di consumo) di Nvidia con 54 miliardi di transistor compressi in un die così piccolo ha fatto scalpore. nome in codice Ampere dal matematico francese André-Marie Ampère, L'architettura del processore di Nvidia offre un enorme miglioramento rispetto ai suoi predecessori, Turing e Volta, promettendo più funzionalità, migliore efficienza e prestazioni più elevate a livelli di potenza inferiori. Ampere è dietro la seconda generazione di GPU RTX di Nvidia, la serie RTX 30, e si dice che sia due volte più veloce delle loro controparti della serie RTX 20. L'architettura Ampere è anche la forza dietro le GPU per data center Nvidia A100.

Specifiche di Ampere

Ampere è la prima GPU 7nm/8nm di Nvidia, la seconda generazione di ray tracing consumer e ha la terza generazione di tensor core. Ampere è l'architettura di base delle GPU GA100, GA102 e GA104 integrate in GeForce RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070 e, più recentemente, RTX 3060. Anche Nvidia dovrebbe rilasciare RTX 3050 nei prossimi mesi. Nel frattempo, la GPU aziendale GA100 offre una potenza di calcolo 20 volte superiore rispetto alle precedenti generazioni di GPU per data center. Ecco una panoramica delle GPU professionali e consumer basate su Ampere di Nvidia [1]:

Nvidia A100 

La Nvidia A100 è la prima GPU che utilizza l'architettura Ampere. Il chip aziendale è destinato ai data center e progettato per attività a uso intensivo della GPU come deep learning e AI. Costruito utilizzando il processo a 7 nm di TSMC, ospita un'enorme quantità di 54 miliardi di transistor. Ha superato le precedenti generazioni di GPU aziendali con un aumento di 20 volte delle prestazioni con 6.912 core CUDA, 432 unità di mappatura delle texture, 160 ROP, core Tensor di terza generazione e una VRAM da 40 GB con larghezza di banda di memoria che supera 1.6 TB/sec. DGX A100 è il primo sistema AI al mondo con un cluster di otto A100 e un prezzo elevato di $ 199.000.

GeForce RTX serie 30

Oltre a dominare il mercato aziendale, Nvidia ha sempre in mente i consumatori, in particolare i giocatori e i creatori. L'architettura Ampere è adottata anche nelle schede grafiche consumer di Nvidia. La seconda generazione di GeForce RTX porta le GPU basate su Ampere che aumentano le prestazioni fino al doppio rispetto alla generazione precedente.

Nella maggior parte degli aspetti, Ampere ha più del doppio della potenza di elaborazione di Turing. Ha raddoppiato le prestazioni dello shader di Turing con il doppio del numero di core CUDA FP32. Nello specifico, ha 30 Shader-TFLOPS, 2.7 volte più di Turing che è solo 11 Shader-TFLOPS. Allo stesso modo, il Tensor Core di Turing misura 89 Tensor-TFLOPS, ma Ampere ha più che raddoppiato questo tasso con i suoi 238 Tensor-TFLOPS. Per non dimenticare i suoi tassi di Ray Tracing Core, che sono 58 RT-TFLOPS, 1.7 volte più veloce dei 34 RT-TFLOPS di Turing e per rendere le GPU ancora più veloci, il chip Ampere si collega alla memoria più veloce del mondo, la Micron G6X.

La serie RTX 30 è realizzata utilizzando Samsung 8N Nvidia Custom Process con 28 miliardi di transistor per GA102 e 17 miliardi di transistor per GA104. La classe Titan RTX 3090 è alimentata dalla GPU GA102 e offre prestazioni estremamente potenti per le schede consumer. A differenza delle generazioni precedenti, RTX 3090 è aperto a terzi per la progettazione personalizzata custom.

RTX 3080 utilizza anche una GPU GA102, offrendo il doppio delle prestazioni di RTX 2080 e un'impressionante abilità di gioco 4K. RTX 3070, alimentato dalla GPU GA104, è alla pari con RTX 2080 Ti a metà prezzo. L'RTX 3060 recentemente rilasciato non manca mai di stupire con le sue prestazioni sbalorditive guidate da Ray Tracing Core, Tensor Core, nuovi multiprocessori di streaming e memoria G6 ad alta velocità.

Nonostante il massiccio aumento delle prestazioni, le nuove GPU RTX non pesano molto sulle tasche. Le schede grafiche molto più veloci sono facilmente accessibili quando si tratta di prezzi. L'ammiraglia di Nvidia GeForce, RTX 3080, parte da $ 699, l'RTX 3070 vende a $ 499 e l'RTX 3060 ha un prezzo di $ 329. L'RTX 3090 di fascia alta costa $ 1.499; ancora notevolmente a basso costo considerando le sue prestazioni a livello di Titan Titan.

A pochi mesi dalla sua uscita, secondo quanto riferito c'è stata una carenza di schede grafiche basate su Ampere e non è una sorpresa con le straordinarie prestazioni di Ampere a un prezzo ragionevole. Per coloro che considerano un aggiornamento della GPU, ora è il momento migliore per mettere le mani sulle GPU basate su Ampere di Nvidia.

fonti

[1] Walton, Jarred. "Approfondimento sull'architettura Ampere serie Nvidia RTX 30: tutto ciò che sappiamo". https://www.tomshardware.com/features/nvidia-ampere-architecture-deep-dive. 13 ottobre 2020.