1. září 2020 NVIDIA představila novou řadu herních GPU: řadu RTX 3000, založenou na jejich architektuře Ampere. Budeme diskutovat o tom, co je nového, softwaru založeného na AI, který je dodáván s ním, a všech podrobnostech, díky nimž je tato generace opravdu úžasná.
Seznamte se s GPU řady RTX 3000
Hlavním oznámením společnosti NVIDIA byly její zářivé nové GPU, které jsou postaveny na zakázkovém 8 nm výrobním procesu a které přinášejí zásadní zrychlení v rastrování i sledování paprsků výkon.
Na dolním konci sestavy je RTX 3070 , který přichází na 499 $. Je to o něco dražší pro nejlevnější kartu, kterou NVIDIA odhalila při prvním oznámení, ale je to absolutní krádež, jakmile se dozvíte, že překonává stávající RTX 2080 Ti, špičkovou kartu, která se pravidelně prodává za více než 1400 $. Po oznámení NVIDIA však prodejní ceny třetích stran klesly, přičemž velký počet z nich se na eBay prodal v panice za méně než 600 $.
Od oznámení neexistují žádné solidní měřítka, takže není jasné, zda karta je opravdu objektivně „lepší“ než 2080 Ti, nebo pokud NVIDIA trochu zkroutí marketing. Testované benchmarky byly na 4K a pravděpodobně měly zapnutý RTX, což může způsobit, že mezera bude vypadat větší, než bude v čistě rastrovaných hrách, protože série 3000 založená na Ampere bude při sledování paprsků hrát dvakrát lépe než Turing. Ale vzhledem k tomu, že sledování paprsků je nyní něco, co moc neublíží výkonu, a je podporováno v nejnovější generaci konzolí, je hlavním prodejním bodem, aby fungoval tak rychle jako vlajková loď poslední generace za téměř třetinovou cenu.
Není také jasné, zda cena tak zůstane. Designy třetích stran pravidelně zvyšují cenu nejméně o 50 $ a vzhledem k tomu, jak vysoká bude pravděpodobně poptávka, nebude překvapením, že se v říjnu 2020 začne prodávat za 600 $.
Těsně nad tím je RTX 3080 na 699 $, což by mělo být dvakrát rychlejší než RTX 2080, a mělo by to být o 25-30% rychleji než u 3080.
Na horním konci je pak nová vlajková loď RTX 3090 , což je komicky obrovské. NVIDIA si je dobře vědoma a označuje ji jako „BFGPU“, což podle společnosti znamená „Big Ferocious GPU“.
NVIDIA neukázala žádné přímé metriky výkonu, ale společnost to ukázala jako funkční 8 tis hry na 60 FPS, což je opravdu působivé. Je pravda, že NVIDIA téměř jistě používá DLSS dosáhnout této značky, ale hraní 8K je hraní 8K.
Samozřejmě nakonec bude 3060 a další varianty více orientovaných karet, ale ty obvykle přijdou později.
Aby společnost NVIDIA věci skutečně ochladila, potřebovala přepracovaný design chladiče. Model 3080 je dimenzován na 320 wattů, což je docela dost, takže NVIDIA se rozhodla pro design se dvěma ventilátory, ale namísto obou ventilátorů vwinf umístěných na spodní straně, NVIDIA umístil ventilátor na horní konec, kam obvykle směřuje zadní deska. Ventilátor směruje vzduch nahoru k chladiči CPU a horní části skříně.
Soudě podle toho, kolik výkonu může být ovlivněno špatným prouděním vzduchu v případě, to dává smysl. Plošný spoj je však kvůli tomu velmi stísněný, což pravděpodobně ovlivní prodejní ceny třetích stran.
DLSS: Softwarová výhoda
Ray tracing není jedinou výhodou těchto nových karet. Opravdu, je to tak trochu hack - řada RTX 2000 a 3000 to není že ve srovnání se staršími generacemi karet je mnohem lepší ve skutečném sledování paprsku. Ray sledování celé scény ve 3D softwaru, jako je Blender, obvykle trvá několik sekund nebo dokonce minut na snímek, takže hrubé vynucení za méně než 10 milisekund nepřichází v úvahu.
Samozřejmě existuje vyhrazený hardware pro běh výpočtů paprsků, který se nazývá RT jádra, ale NVIDIA se z velké části rozhodla pro jiný přístup. NVIDIA vylepšila odrušovací algoritmy, které umožňují GPU vykreslit velmi levný jediný průchod, který vypadá hrozně, a nějak to - pomocí magie AI - proměnit v něco, na co se chce hráč podívat. V kombinaci s tradičními technikami založenými na rasterizaci přináší příjemný zážitek vylepšený efekty raytracingu.
Aby to však bylo možné rychle, NVIDIA přidala jádra pro zpracování specifická pro AI, která se nazývají jádra Tensor. Zpracovávají veškerou matematiku potřebnou ke spuštění modelů strojového učení a dělají to velmi rychle. Jsou celkem měnič her pro AI v prostoru cloudového serveru , protože AI je hojně využívána mnoha společnostmi.
Kromě odšumování se hlavní využití jader Tensor pro hráče nazývá DLSS nebo hluboké učení super vzorkování. Přijímá rám s nízkou kvalitou a převádí jej na plně nativní kvalitu. To v podstatě znamená, že můžete hrát s snímkovou frekvencí na úrovni 1080p při pohledu na 4K obraz.
To také trochu pomáhá při sledování paprsku - měřítka od PCMag ukázat RTX 2080 Super běh Řízení v ultra kvalitě se všemi nastaveními sledování paprsků na maximum. Při 4K se potýká pouze s 19 FPS, ale se zapnutým DLSS získá mnohem lepších 54 FPS. DLSS je bezplatný výkon pro NVIDIA, umožněný jádry Tensor na Turingu a Ampere. Každá hra, která ji podporuje a je omezena na GPU, může zaznamenat vážné zrychlení pouze ze samotného softwaru.
DLSS není nic nového a bylo oznámeno jako funkce, když byla řada RTX 2000 uvedena na trh před dvěma lety. V té době to bylo podporováno velmi málo hrami, protože to vyžadovalo NVIDIA trénovat a vyladit model strojového učení pro každou jednotlivou hru.
V té době to však NVIDIA zcela přepsala a volala novou verzi DLSS 2.0. Jedná se o univerzální API, což znamená, že jej může implementovat jakýkoli vývojář, a již je využíváno většinou hlavních verzí. Spíše než pracovat na jednom snímku, vezme do pohybu vektorová data z předchozího snímku, podobně jako TAA. Výsledek je mnohem ostřejší než DLSS 1.0 a v některých případech skutečně vypadá lepší a ostřejší než dokonce nativní rozlišení, takže není mnoho důvodů jej nezapínat.
Je tu jeden háček - při úplném přepínání scén, jako například ve scénách, musí DLSS 2.0 při čekání na vektorová data pohybu vykreslit úplně první snímek v 50% kvalitě. To může mít za následek malý pokles kvality na několik milisekund. Ale 99% všeho, na co se podíváte, bude vykreslen správně a většina lidí si toho v praxi nevšimne.
PŘÍBUZNÝ: Co je NVIDIA DLSS a jak to zrychlí sledování paprsku?
Ampérská architektura: Vytvořeno pro AI
Ampér je rychlý. Vážně rychlé, zejména při výpočtech AI. Jádro RT je 1,7x rychlejší než Turing a nové jádro Tensor je 2,7x rychlejší než Turing. Kombinace těchto dvou je skutečným generačním skokem ve výkonu raytracingu.
Počátkem tohoto května NVIDIA vydala GPU Ampere A100 , GPU datového centra určené pro běh AI. S ním podrobně popsali mnoho toho, co dělá Ampere mnohem rychlejší. U datových center a vysoce výkonných počítačových úloh je Ampere obecně přibližně 1,7x rychlejší než Turing. U tréninku AI je to až 6krát rychlejší.
V případě Ampere používá NVIDIA nový formát čísel, který má v některých úlohách nahradit průmyslový standard „Floating-Point 32“ nebo FP32. Pod kapotou každé číslo, které váš počítač zpracovává, zabírá předdefinovaný počet bitů v paměti, ať už je to 8 bitů, 16 bitů, 32, 64 nebo dokonce větší. Čísla, která jsou větší, se obtížněji zpracovávají, takže pokud můžete použít menší velikost, budete mít méně problémů.
FP32 ukládá 32bitové desetinné číslo a používá 8 bitů pro rozsah čísla (jak velký nebo malý může být) a 23 bitů pro přesnost. Tvrdí NVIDIA, že těchto 23 přesných bitů není pro mnoho pracovních úloh AI zcela nezbytných a pouze z 10 z nich můžete získat podobné výsledky a mnohem lepší výkon. Zmenšení velikosti na pouhých 19 bitů, namísto 32, je velkým rozdílem mezi mnoha výpočty.
Tento nový formát se jmenuje Tensor Float 32 a jádra Tensor v A100 jsou optimalizována tak, aby zvládla neobvykle velký formát. To znamená, že kromě smršťování matric a zvyšování počtu jádra získávají masivní šestinásobné zrychlení v tréninku AI.
Kromě nového číselného formátu vidí Ampere velké zrychlení výkonu ve specifických výpočtech, jako jsou FP32 a FP64. Ty se pro laika přímo nepřekládají na více FPS, ale jsou součástí toho, co je v provozu Tensoru celkově třikrát rychlejší.
Aby pak výpočty ještě více urychlily, zavedly koncept jemnozrnná strukturovaná řídkost , což je velmi nápadné slovo pro docela jednoduchý koncept. Neuronové sítě pracují s velkými seznamy čísel, tzv. Váhami, které ovlivňují konečný výstup. Čím více čísel bude křehkých, tím pomalejší to bude.
Ne všechna tato čísla jsou však skutečně užitečná. Některé z nich jsou doslova jen nula a lze je v zásadě vyhodit, což vede k masivnímu zrychlení, když můžete narazit na více čísel najednou. Sparsity v podstatě komprimuje čísla, což vyžaduje menší úsilí při provádění výpočtů. Nové „Sparse Tensor Core“ je postaveno pro práci s komprimovanými daty.
Navzdory změnám NVIDIA tvrdí, že by to nemělo nijak výrazně ovlivnit přesnost trénovaných modelů.
Pro výpočty Sparse INT8, jednoho z nejmenších formátů čísel, je špičkový výkon jednoho GPU A100 přes 1,25 PetaFLOPs, což je neuvěřitelně vysoké číslo. Samozřejmě, to je jen při zkreslení jednoho konkrétního druhu čísla, ale přesto je to působivé.
