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