Počítačová grafika s novými možnosti
NVIDIA vyvinula novou architekturu GPU, která spojuje umělou inteligenci, sledování paprsků, rasterizaci a výpočet. Nový grafický čip s označením Turing umožní vykreslovat fotorealistické scény v reálném čase, což zásadně mění způsob, jakým se bude dělat počítačová grafika.
Novinku Turing představil na veletrhu SIGGRAPH 2018 výkonný ředitel NVIDIA Jensen Huang. Podle něj jde o největší skok v grafickém procesoru (GPU) od zavedení čipu CUDA v roce 2006. Prvními produkty využívajícími tuto architekturu bude nová řada Quadro RTX Professional, která má přijít na trh v závěru roku. GPU budou k dispozici jak na pracovních stanicích, tak na serverech. NVIDIA uvede i vlastní server RTX založený na špičkovém procesoru Quadro RTX 8000 GPU. Je navržen jako základ renderovacích farem, ale protože každý ze serverů je extrémně výkonný, mohou dramaticky snížit velikost a náklady na infrastrukturu. Firma uvádí, že čtyři servery RTX vybavené osmi jednotkami GPU mohou nabídnout stejnou kapacitu vykreslování jako 240 dvouzásuvkových serverů, které jsou osazeny intelovskými procesory Skylake, přičemž sníží náklady na čtvrtinu a zároveň zredukují potřebný příkon ze 144 na 13 kW.
Ačkoli nebyly oznámeny všechny technické specifikace nových GPU, představil výrobce detailně některá konstrukční řešení Turingu, zejména pokud jde o jeho multifunkční design. Ten obsahuje různé hardwarové prvky, zahrnující streamingový multiprocesor pro výpočet a stínování, tenzorová jádra pro hluboké učení / AI a RT jádra pro sledování paprsků. Samotný čip tvoří až 18,6 mld. tranzistorů na 754 mm2, což je téměř stejné jako u vysokovýkonné grafické karty Tesla V100 (na 815 mm2 koncentruje 21,1 mld. tranzistorů).
Klíčovým prvkem v architektuře Turing je specializovaný obvod RT Cores, který umožňuje sledování paprsků v reálném čase pro přesné stínování, vykreslování odrazů, refrakce a osvětlení. Ray tracing v podstatě simuluje světlo, což je velmi výpočetně náročné, ale Quadro dokáže simulovat až 10 mld. paprsků za sekundu, což by při generickém designu GPU bylo nemožné.
Vestavěná paměť je založená na technologii GDDR6, a kapacita paměti na nových procesorech RTX může být efektivně zdvojnásobena tím, že se pomocí NVLinku propojí dvě GPU, což umožňuje uchovávat v lokální paměti větší obrazy. U Turingu oddělila NVIDIA plovoucí čárku a vedení celých čísel tak, aby mohly pracovat současně, což umožňuje GPU provádět adresné výpočty a číselný výpočet ve stejnou dobu, a získat tak značné časové úspory.
Nejzajímavějším aspektem nových procesorů Quadro jsou tenzorová jádra. Pro grafické a vizualizační práce mohou být použita pro operace, jako je denoising na bázi AI, antialiasing, interpolace rámců, škálování rozlišení apod. Tyto techniky lze použít ke snížení doby vykreslování, zvýšení rozlišení obrazu nebo pro speciální efekty. U jádra Turing Tensor byly zvýšeny výpočty tenzoru pro INT8 (8bitové celé číslo), které se běžně používají pro neuronové sítě. V čipech Quadro RTX došlo k posílení na obřích 250 teraops. Nová tenzorová jádra poskytují i funkci INT4 (4bitové celé číslo) pro určité operace, kde je možná nižší přesnost. To zdvojnásobí výkon tenzoru na 500 teraops. Také poskytují 125 teraflops pro data FP16, což umožní použít čipy Quadro také např. pro učící se neuronové sítě.
323
.gif)
