NVIDIA表示Hopper上的第4代Tensor核心在同一時脈下可提供2倍的性能。
NVIDIA在Hot Chips 34上進一步剖析其Hopper H100 GPU,讓我們體驗第四代Tensor核心架構所提供的功能。雖然AMD在其HPC GPU上採用MCM方法,但NVIDIA決定暫時堅持單Die設計。因此他們的Hopper H100是使用台積電4N製程製造的最大GPU之一,該設計專為 NVIDIA進行了優化和製造。
H100 GPU是一款怪獸級晶片,採用最新的4nm技術,並結合了800億個電晶體管以及最先進的HBM3技術。H100採用PG520 PCB板打造,該板有30多個電源 VRM和一個使用TSMC的CoWoS技術將Hopper H100 GPU與6堆棧HBM3設計相結合的大型整合中介層。Hopper H100 GPU的一些主要技術包括:
[*]132 SMs (2x Performance Per Clock)
[*]4th Gen Tensor Cores
[*]Thread Block Clusters
[*]2nd Gen Multi-Instance GPU
[*]Confidential Computing
[*]PCIe Gen 5.0 Interface
[*]World's First HBM3 DRAM
[*]Larger 50 MB L2 Cache
[*]4th Gen NVLink (900 GB/s Total Bandwidth)
[*]New SHARP support
[*]NVLink Network
在六個堆棧中,保留兩個堆棧以確保良率完整性。但是新的HBM3標準允許以3TB/s的速度提供高達80GB的容量。相比之下目前最快的遊戲顯示卡RTX 3090 Ti僅提供1TB/s的頻寬和24GB的VRAM 容量。除此之外H100 Hopper GPU還採用最新的FP8格式,透過其新的SXM連接,它有助於對應晶片設計的700W電源設計。它還提供兩倍的FP32和FP64 FMA速率和256 KB L1高速快取(共享記憶體)。
因此按照規格NVIDIA Hopper GH100 GPU由一個巨大的144SM(處理器)晶片佈局組成,總共有8個GPC。這些GPC共有9個TPC,每個TPC進一步由2個SM單元組成。這使我們每個GPC有18個SM,而在完整的8個GPC配置中,我們有144個。每個SM最多由128個FP32單元組成,這應該給我們總共18,432個CUDA核心。
這比完整的GA100 GPU配置增加了2.25倍。NVIDIA還在其Hopper GPU中利用了更多的FP64、FP16和Tensor核心,這將極大地提高性能。這將是與Intel的Ponte Vecchio競爭的必要條件,後者也有望採用1:1 FP64。NVIDIA表示Hopper上的第4代Tensor核心在同一時脈下可提供2倍的性能。
另一個有趣的比較指出了GPU擴展,Hopper H100 GPU上的單個GPC相當於Kepler GK110 GPU,這是2012年的旗艦HPC晶片。Kepler GK110總共包含15個SM,而Hopper H110 GPU包含132個SM甚至Hopper GPU上的單個GPC也有18個SM,比Kepler旗艦上的全部SM多20%。
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