Тьюринга (микроархитектура) - Turing (microarchitecture)

Nvidia Turing
Дата выпуска 20 сентября 2018 г.  ( 2018-09-20 )
Процесс изготовления TSMC 12 нм ( FinFET )
История
Предшественник
Преемник Ампер

Turing - это кодовое название микроархитектуры графического процессора (GPU), разработанной Nvidia . Он назван в честь выдающегося математика и программиста Алана Тьюринга . Архитектура была впервые представлена ​​в августе 2018 года на SIGGRAPH 2018 в видеокартах Quadro RTX , ориентированных на рабочие станции , а через неделю на Gamescom в потребительских видеокартах серии GeForce RTX 20 . Основываясь на предварительной работе своего предшественника, эксклюзивного для высокопроизводительных вычислений, архитектура Тьюринга представляет первые потребительские продукты, способные выполнять трассировку лучей в реальном времени , что является давней целью индустрии компьютерной графики. Ключевые элементы включают специализированные процессоры искусственного интеллекта («тензорные ядра») и специализированные процессоры трассировки лучей. Тьюринг использует DXR , OptiX и Vulkan для доступа к трассировке лучей. В феврале 2019 года Nvidia выпустила графические процессоры серии GeForce 16 , в которых используется новый дизайн Тьюринга, но отсутствуют ядра трассировки лучей и искусственного интеллекта.

Turing производится с использованием процесса изготовления полупроводников TSMC FinFET с длиной волны 12 нм . Высокопроизводительный графический процессор TU102 включает 18,6 миллиарда транзисторов, изготовленных с использованием этого процесса. Тьюринг также использует память GDDR6 от Samsung Electronics , а ранее Micron Technology .  

Подробности

Микроархитектура Тьюринга объединяет несколько типов специализированных процессорных ядер и позволяет реализовать ограниченную трассировку лучей в реальном времени. Это ускоряется за счет использования новых ядер RT (трассировки лучей), которые предназначены для обработки квадродеревьев и сферических иерархий, а также ускорения тестов на столкновения с отдельными треугольниками.

Особенности в Тьюринге:

  • Ядра CUDA (SM, потоковый мультипроцессор)
    • Вычислительные возможности 7.5
    • традиционные растровые шейдеры и вычисления
    • одновременное выполнение целочисленных операций и операций с плавающей запятой (унаследовано от Volta)
  • Ядра трассировки лучей (RT)
  • Тензорные (AI) ядра
  • Контроллер памяти с поддержкой GDDR6 / HBM2
  • DisplayPort 1.4a со сжатием Display Stream Compression (DSC) 1.2
  • Аппаратное декодирование видео PureVideo Feature Set J
  • Ускорение графического процессора 4
  • NVLink Bridge со стекингом VRAM, объединяющий память с нескольких карт
  • VirtualLink VR
  • Аппаратное кодирование NVENC

Память GDDR6 производится Samsung Electronics для серии Quadro RTX. Серия RTX 20 изначально была запущена с микросхемами памяти Micron , а к ноябрю 2018 года она была переведена на чипы Samsung.

Растеризация

Nvidia сообщила о приросте производительности растеризации (CUDA) для существующих заголовков примерно на 30–50% по сравнению с предыдущим поколением.

Трассировка лучей

Трассировка лучей, выполняемая RT-ядрами, может использоваться для создания отражений, преломлений и теней, заменяя традиционные растровые методы, такие как кубические карты и карты глубины . Однако вместо полной замены растеризации информацию, собранную с помощью трассировки лучей, можно использовать для дополнения затенения информацией, которая является гораздо более фотореалистичной , особенно в отношении действий вне камеры. Nvidia заявила, что производительность трассировки лучей увеличилась примерно в 8 раз по сравнению с предыдущей потребительской архитектурой Pascal.

Тензорные ядра

Генерация окончательного изображения дополнительно ускоряется ядрами Tensor, которые используются для заполнения пробелов в частично визуализированном изображении, метод, известный как устранение шума. Ядра Tensor выполняют результат глубокого обучения, чтобы систематизировать, например, как увеличить разрешение изображений, генерируемых конкретным приложением или игрой. При основном использовании ядер Tensor проблема, которую необходимо решить, анализируется на суперкомпьютере, который на примере обучается желаемым результатам, и суперкомпьютер определяет метод, который следует использовать для достижения этих результатов, что затем выполняется с помощью Tensor потребителя. ядра. Эти методы доставляются потребителям через обновления драйверов . Сам суперкомпьютер использует большое количество тензорных ядер.

Чипсы

  • ТУ102
  • ТУ104
  • ТУ106
  • ТУ116
  • ТУ117

Разработка

Основная статья: Nvidia RTX

Платформа разработки Тьюринга называется RTX . RTX трассировки лучей функция может быть доступна с помощью Microsoft «s DXR , OptiX , а также с помощью Vulkan расширений (последний из которых также доступны на драйверах Linux). Он включает доступ к функциям с ускорением AI через NGX. Функции Mesh Shader и Shading Rate Image доступны с использованием расширений DX12 , Vulkan и OpenGL на платформах Windows и Linux.

Обновление Windows 10 за октябрь 2018 г. включает общедоступную версию DirectX Raytracing.

Продукты с использованием Тьюринга

  • GeForce 16 серии
    • GeForce GTX 1650
    • GeForce GTX 1650 (мобильная)
    • GeForce GTX 1650 Max-Q (мобильная)
    • GeForce GTX 1650 (GDDR6)
    • GeForce GTX 1650 Super
    • GeForce GTX 1650 Ti (мобильная)
    • GeForce GTX 1660
    • GeForce GTX 1660 (мобильная)
    • GeForce GTX 1660 Super
    • GeForce GTX 1660 Ti
    • GeForce GTX 1660 Ti (мобильная)
    • GeForce GTX 1660 Ti Max-Q (мобильная)
  • GeForce 20 серии
    • GeForce RTX 2060
    • GeForce RTX 2060 (мобильная)
    • GeForce RTX 2060 Max-Q (мобильный)
    • GeForce RTX 2060 Супер
    • GeForce RTX 2060 Super (мобильная)
    • GeForce RTX 2070
    • GeForce RTX 2070 (мобильная)
    • GeForce RTX 2070 Max-Q (мобильная)
    • GeForce RTX 2070 Max-Q Refresh (мобильный)
    • GeForce RTX 2070 Супер
    • GeForce RTX 2070 Super (мобильная)
    • GeForce RTX 2070 Super Max-Q (мобильный)
    • GeForce RTX 2080
    • GeForce RTX 2080 (мобильная)
    • GeForce RTX 2080 Max-Q (мобильный)
    • GeForce RTX 2080 Супер
    • GeForce RTX 2080 Super (мобильная)
    • GeForce RTX 2080 Super Max-Q (мобильный)
    • GeForce RTX 2080 Ti
    • Титан RTX
  • Nvidia Quadro
    • Quadro RTX 3000 (мобильный)
    • Quadro RTX 4000
    • Quadro RTX 5000
    • Quadro RTX 6000
    • Quadro RTX 8000
  • Nvidia Tesla
    • Тесла Т4

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки