Nvidia oznámila Xavier – první čip s architekturou Volta a „AI superpočítač“

0

Je to teprve minulý měsíc, co Nvidia představila nejnovější výhonek linie svých ARM procesorů Tegra, nazvaný kódově Parker. Nyní však firma pořádá svou konferenci GTC 2016 a docela překvapivě zde vyrukovala s kompletní novinkou – čipem nazvaným Xavier. Ten vypadá na nejkomplexnější a nejambicióznější procesor, jaký Nvidia ve své linii Tegra zatím vytvořila.

Xavier má obsahovat 7 miliard tranzistorů, vyrobených ale údajně stále na 16nm FinFETovém procesu TSMC. Číslo je to téměř rovnající se GPU GP104 (údajně 7,2 miliardy) a velikost by tím pádem měla jít přes 300 mm², což je hodně i na desktopové CPU či APU. Nicméně Nvidia uvádí, že má jít o čip s poměrně nízkou spotřebou, údajně 20 W. Což nemusí být plné TDP, ale jen nějaká typická spotřeba, řádově ale bude příkon poměrně nízký.

Nvidia Xavier (GTC 2016)

Podrobností o tomto procesoru („APU“?) Nvidia zatím moc nesdělila, ovšem víme, že má mít osm jader CPU na bázi instrukční sady ARM s vlastní architekturou. To by mohlo znamenat buď další generaci Denveru, nebo možná i něco úplně jiného. Zda půjde o homogenní osmijádro, nebo bude jako u Parkeru použit systém big-LITTLE s částí jader slabší a částí silnější, prozrazeno nebylo. Kromě toho bude mít čip také třeba obvyklé akcelerátory videa – má umět dekódování i kompresi v rozlišení 8K (7680 × 4320 bodů) a bude mít bloky ISP pro zpracování dvou 8K streamů z kamer včetně HDR.

 

První Volta

Co je ale asi nejzajímavější: Xavier má podle Nvidie své integrované GPU založeno na architektuře Volta, tedy generaci, ktera má následovat po aktuálním Pascalu. Jde o vůbec o první známý čip s touto architekturou a má nést 512 stream procesorů („Cuda jader,“ jak říká nvidia) na ní založených. To je dvakrát tolik co 256 shaderů v Tegře Parker (Pascal) a předchozí Tegře X1 (Maxwell), což na první pohled úplně nesedí se skoro obludným počtem tranzistorů.

Vysvětlení ale asi bude takové, že jeden stream procesor architektury Volta bude výkonnější a fyzicky větší než u Pascalu, a to podstatně, a že se tato architektura bude od předchozích výrazně lišit. Čip Xavier má prý totiž umět provést 20 tera-operací („TOPS“) za vteřinu. Těmi Nvidia rozumí operaci s osmibitovou celočíselnou hodnotou („INT8“), kterou Pascal umí čtyřikrát rychleji než práci s běžnou přesností FP32 (32bitový float). Karta Tesla P40 s čipem GP102 například nabízí výkon až 47 TOPS a necelých 12 TFLOPS.

Nvidia Xavier (GTC 2016)
Nvidia Xavier (vizualizace, GTC 2016)

Zda to stejně bude fungovat u Volty, si nejsem jistý. Pokud by měla v FP32 čtvrtinový výkon, stále by dosahovala velmi vysokých 5 TFLOPS, což se na 16nm nezdá moc reálné, má-li přitom spotřeba dosahovat jen 20 W (zmíněná Tesla P40 má TDP 250 W). Pokud si mohu dovolit dohad, čekal bych, že Xavier bude mít architekturu velmi odlišnou od běžných GPU a bude používat široké SIMD silně optimalizované jen na výpočty s 8bitovými hodnotami, možná i zcela bez podpory náročnějších datových typů, které vyžadují více energie. Architekturou by v takovém přápadě možná byl srovnatelný se speciálními ASIC jako je je Google TPU nebo s DSP.

Nvidia totiž Xavier koncipuje jako čip úzce zaměřený na tzv. oblast Deep Learning, tedy neuronové sítě – při představení ho pojmenovala „AI Supercomputer SoC“. Při schopnosti pracovat s datovým typem INT8 by byl zaměřen na aplikaci vytrénovaných neuronových sítí s vyšší efektivitou než u běžného GPU. Jeho určení je opět zejména v samořídících vozidlech, podle Nvidie by jeden 20W Xavier mohl nahradit celý 250W systém Drive PX 2  s dvěma Tegrami Parker a dvěma GPU – ten má mít srovnatelný výkon v INT8, rovněž okolo 20 TOPS.

Nvidia Xavier (GTC 2016)

Xavier je ovšem ještě poměrně vzdáleným produktem. Čip se letos neobjeví, půjde až o produkt roku 2018. Dokonce i vzorky by měly být dostupné až za rok, v čtvrtém kvartále 2017 (takže větší komerční dodávky by měly nastat až v Q1–Q2 2018). Nvidia nám tedy dává nezvykle hluboký náhled do svých plánů s čipy Tegra – což je asi dáno tím, jak se s nimi nyní pokouší o zcela jiné trhy, než je spotřební elektronika či mobilní segment.

 

 


Poznámka na okraj: Kódové jméno čipu je zřejmě zase zvoleno podle komiksového hrdiny. Po troše vyhledávání by to zřejmě mohl být Profesor X (Charles Xavier) z X-Men, ve filmové adaptaci ztvárněný Patrickem Stewartem alias notoricky známým kapitánem Picardem („Plešárdem“) ze Star Treku.

Zdroje: AnandTech, Nvidia

Nvidia oznámila Xavier – první čip s architekturou Volta a „AI superpočítač“

Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 1 hlas/ů