NVIDIA各个领域芯片现阶段的性能和适应范围
NVIDIA作为老牌显卡厂商,在AI领域深耕多年。功夫不负有心人,一朝AI火,NVIDIA大爆发,NVIDIA每年送给科研院所和高校的大量显卡,大力推广Physix和CUDA,终于钓了产业的大鱼。
由弱到强理一下NVIDIA的现有产品线,在AMD锐龙发力之后,NVIDIA已经取代Intel,称为新的牙膏厂。
在与人工智能与机器人有关的平台上,NVIDAI产品线性能由低到高依次为Tegra X系列、GeForce 系列、DRIVER系列、Titan 系列、TESLA系列。
参考:NVIDIA-GPU的浮点计算能力
Linux系统是广泛应用的OS,可以以各种形态存在,甚至可以裁剪到么有MU的微型计算机上。现有支持较为完备的流行的计算机OS主要为CentOS和ubuntu,Fedora在消费级商业化上做的还是差了一点。
一、SHIELD掌机系统
以 60 FPS 的帧速率播放分辨率高达 4K 的 HDR 内容 (H.265/HEVC)
以 60 FPS 的帧速率播放分辨率高达 4K 的内容(VP8、VP9、H.264、MPEG1/2)
以 60 FPS 的帧速率播放分辨率高达 1080p 的内容(H.263、MJPEG、MPEG4、WMV9/VC1)
通过 HDMI 和 USB 播放高达 24 位/192 kHz 的高清音频内容
通过 USB 播放高达 24 位/192 kHz 的高清音频内容
二、嵌入式平台的Jetson
现有的平台为TX2和TX1,提供 开发套件....
参考CPU两倍于820处理器
基于TX1和TX2,NVIDIA为移动机器人系统提供了不同层级的混搭,面对开发者的开发板、和集成视觉系统的工业套件。
模块技术规格
Jetson TX2 | Jetson TX1 | |
GPU | NVIDIA Pascal™、256 颗 CUDA 核心 | NVIDIA Maxwell™、256 颗 CUDA 核心 |
CPU | HMP Dual Denver 2/2 MB L2 + Quad ARM® A57/2 MB L2 | Quad ARM® A57/2 MB L2 |
视频 | 4K x 2K 60 Hz 编码 (HEVC) 4K x 2K 60 Hz 解码(12 位支持) | 4K x 2K 30 Hz 编码 (HEVC) 4K x 2K 60 Hz 解码(10 位支持) |
内存 | 8 GB 128 位 LPDDR4 58.3 GB/s | 4 GB 64 位 LPDDR4 25.6 GB/s |
显示器 | 2 个 DSI 接口、2 个 DP 1.2 接口/HDMI 2.0 接口/eDP 1.4 接口 | 2 个 DSI 接口、1 个 eDP 1.4 接口/DP 1.2 接口/HDMI 接口 |
CSI | 超级多 6 个摄像头(2 通道 CSI2 D-PHY 1.2(每个通道 2.5 Gbps) | 超级多 6 个摄像头(2 通道) CSI2 D-PHY 1.1(每个通道 1.5 Gbps) |
PCIE | Gen 2 | 1x4 + 1x1 或 2x1 + 1x2 | Gen 2 | 1x4 + 1x1 |
数据存储 | 32 GB eMMC、SDIO、SATA | 16 GB eMMC、SDIO、SATA |
其他 | CAN、UART、SPI、I2C、I2S、GPIO | UART、SPI、I2C、I2S、GPIO |
USB | USB 3.0 + USB 2.0 | |
连接 | 1 千兆以太网、802.11ac WLAN、蓝牙 | |
机械 | 50 毫米 x 87 毫米(400 针兼容板对板连接器) |
支持平台:
基于TX2 的平台可运行ubuntu系统。
NVIDIA为此计算平台贡献了软件开发套件:https://developer.nvidia.com/embedded/downloads#?tx=$software,l4t-tk1。
性能:
FLOPS:TX1上,配置是Tegra X1+4G LPDDR4,GPU是256个CUDA的Maxwell,TX2则升级为Tegra Parker处理器,也就是16nm 6核CPU(2x丹佛+4xA57),所以GPU部分也升级为Pascal架构,同样256个CUDA,浮点性能1.5 TeraFLOPS,也就是提高了50%。
Jetson TX2 延续了tegra系列体积小巧、高度集成的特性,大小仅相当于一张信用卡。与前一代Jetson TX1相比,TX2能提供两倍的功效。GPU、CPU都进行了升级,其中GPU变成了Pascal 架构(16 nm工艺)。这意味着Jetson 系列进入了 Pascal 架构时代。内存、存储都增加了一倍,提供了 8G 内存、32G 固态存储器。支持802.11ac WLAN和蓝牙。
功耗TDP:15W
购买:
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【注2】TX2在某宝上也能购买,当然笔者走的是教育优惠。
三、消费级计算平台的GeForce
面向专业图形工作站应用的Quadro系列,硬件核心和GeForce是相同的。
GeForce平台为消费级显卡,主要用途依然是3D渲染。消费用途主要是玩游戏和PS,工业用途做2维和三维图像处理。NVIDAI把Physix和CUDA普及到GeForce平台,GeForce平台也开始了另一新的功能,兼职做科学计算。
GeForce平台产品眼花缭乱,玩游戏的人群比做机器人的人群覆盖面更广,需求也更多样化。以现有最新的帕斯卡构架的消费级显卡来说,从低端的GT1030 到高端的GTX1080TI,参数性能价格已有天壤之别。
GeForce GT 1030显卡基于GP108-300核心,拥有384个CUDA处理器,基础核心频率1227MHz,boost频率1468MHz。使用2GB GDDR5显存,显存位宽64-bit,带宽48GB/s。支持最新的DX12,OpenGL4.5等特性,TDP仅30W。价格最低不到500块。
GeForceGTX1080拥有2560个CUDA处理器,核心频率1607MHz,boost频率1733MHz,等效显存频率10GHz。显卡位宽为256bit,带宽320GB/s。公版显卡最高温度94℃,采用单8pin供电,TDP180w。
GeForceGTX1080强于GeForceGTX980SLI,甚至比GeForceGTXTitanX还要强,大概超过TitanX2成。单卡浮点运算次数上,GTX1080Ti(显存8GB)达到11.5T FLOPs。兵荒马乱的年月,GTX1080Ti已经涨到了6000+。
因为CUDA的存在,大量的科研计算使用GeForce卡做并行计算,现在AI最流行CUDA做深度学习。
TDP:30W-300W。移动计算机平台TDP低至15w。
四、为自动驾驶开发的Tesla系列
NVIDIA Driver系列为自动驾驶提供一整套计算解决方案想,现有平台有 NVIDIA DRIVER PX、NVIDIA DXG1、NVIDIA DRIVER IX。
Driver PX : https://www.nvidia.com/zh-cn/self-driving-cars/drive-px/
可扩展架构适用于各种配置。从功率为 10 瓦的被动冷却型移动处理器,到双移动处理器加双独立 GPU 的多芯片配置(可提供每秒 24 万亿次的深度学习运算),都在此架构的支持范围内。您可并行使用多个 DRIVE PX 平台来实现完全自动驾驶。
DRIVER PX Pegasus AI 计算机拥有高达 320 TOPS的深度学习计算能力。「Pegasus」之运算能力达到320 TOPS(Trillion Operations Per Second),超越其前代平台「Drive PX 2」之运算能力高达10倍。 此运算能力主要来自于4颗处理器-2颗为以NVIDIA目前最新GPU架构「Volta」为核心的SoC「Xavier」、以及另外2颗为车用机械视觉与深度学习所准备的专用GPU。
DRIVE PX Xavier 能够提供 20 TOPS 的高性能,而功耗仅有20 瓦。单个 Xavier AI 处理器中就包含了 70 亿个晶体管,能够取代目前配备多个移动 SoC 和两个独立 GPU 的 DRIVE PX,且功耗大幅下降。Xavier为低功耗自动驾驶平台。
NVIDIA DRIVER IX 系列在硬件基础上集成了一些与自动驾驶有关的软件功能,如基于深度学习的面部识别、视线追踪、和对话功能。
五、GPU加速计算的Tesla系列
Tesla本是第一代产品的架构名称,后来演变成了这个系列产品的名称了。在NVIDIA的产品列表上,被定义为数据中心产品,产品线为TESLA、DXG、DXG-Station、HGX。
现在NVIDIA官方显示的产品有TESLA-P40和TESLA-P6。P40浮点运算为47T FLOPS。TESLA-P40的成品价格为4W+(显存24GB)。
黄仁勋在GTC2017 上发布了TESLA V100和他的 VoltaGPU。仔细读一下文章,有不少知识:英伟达Volta架构:为深度学习而生的Tensor Core。当然,TESLA的价格吗,15万$,100万呢....
Tesla V100 可以提供业界领先的浮点和整型计算性能。峰值计算速度(基于 GPU Boost 时钟频率):
双精度浮点(FP64)运算性能:7.5 TFLOP/s;
单精度(FP32)运算性能:15 TFLOP/s;
混合精度矩阵乘法和累加:120 Tensor TFLOP/s。
新的 Tensor Core 是 Volta GV100 最重要的特征,有助于提高训练神经网络所需的性能。Tesla V100 的 Tensor Core 能够为训练、推理应用的提供120 Tensor TFLOPS。Tensor核
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NVIDIA TITAN,英伟达联合创始人兼CEO黄仁勋在NIPS2017全球神经信息处理系统大会上突然发布了全新的TITAN显卡,NVIDIA TITAN V!新显卡基于新一代的Volta架构打造,完整的GV100核心,峰值浮点性能高达110TFlops,相当于TITAN Xp 12Tflops的9倍。Titan也可以面对消费者,相对于TESLA V100,便宜了不少,只要3000$,也要2万块。
消费级旗舰显卡基于12nm GV100核心,内建5120颗CUDA核心,640颗Tensor核心(用于AI专门计算和加速),核心主频1200MHz,加速频率1455MHz。搭配12GB HBM2显存,位宽3072bit,总带宽653GB/s。性能方面,单精度浮点15 TFLOPS,此前公布时给出的110T仅仅是用于深度学习的Tensor内核性能,所以这样话,比TITAN Xp提高了24%左右。
TITAN V使用Volta构架,使用了Tensor核,和适合微型的企业和研究机构做深度学习。https://www.nvidia.com/zh-cn/titan/titan-v/。
DGX-1 定位为个人计算中心,价格为5万$。参考:https://www.nvidia.com/zh-cn/data-center/dgx-systems/,系统CPU使用的是8块TESLA V100,128GB显存。提供960 TFLOPS(GPU FP16)性能 。
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差不多结束了,当然据说百度谷歌都有一次性集成两万张TESLA显卡的习惯。