Membuat perbandingan tiga arsitektur GPU modern Nvidia, yaitu Pascal, Volta dan Turing berdasarkan spesifikasi, kinerja, penggunaan & aplikasinya di industri grafis.
GPU adalah jantung dari kartu grafis dan kerja serta kinerjanya ditentukan oleh arsitekturnya yang dikenal sebagai arsitektur GPU. Setiap keluarga kartu grafis memiliki arsitektur GPU sendiri dan setiap keluarga atau seri kartu grafis baru hadir dengan arsitektur GPU yang lebih canggih dan bertenaga.
Setiap pabrikan GPU mendesain arsitektur GPU-nya sendiri dan arsitektur GPU kartu grafis dari Nvidia dan AMD sangat berbeda dalam hal kerja, pengoperasian, dan penamaan. Contoh arsitektur GPU Nvidia adalah Fermi, Kepler, Pascal, Volta, Turing sedangkan dari AMD kami memiliki GCN (1.0, 2.0, 3.0), Polaris (GCN 4.0) dan Vega. Juga dua arsitektur GPU dari produsen GPU yang sama berbeda dalam bekerja, efisiensi dan kinerja mis. Fermi berbeda dari Kepler, dan Pascal berbeda dari Kelper dan seterusnya. Namun disini saya akan membandingkan tiga arsitektur GPU modern Nvidia, yaitu Pascal, Volta dan Turing berdasarkan spesifikasi, performa, penggunaan & aplikasinya di industri grafis.
Pascal GPU Architecture
Pascal adalah salah satu arsitektur GPU paling populer dari Nvidia dan penerus arsitektur GPU Maxwell. Kartu grafis seri GeForce 10 dan Quadro P dibangun di atas arsitektur GPU Pascal. GPU Pascal dibangun pada proses fabrikasi 16nm / 14nm dan menggunakan CUDA Cores sebagai unit pemrosesan piksel utama dan untuk Rasterisasi. GeForce GTX 1050, GTX 1050 Ti dan GT 1030 dibangun di atas teknologi FinFET 14nm sementara yang lain dibangun di atas proses teknologi 16nmm. Arsitektur GPU Pascal membawa peningkatan signifikan dibandingkan arsitektur lama dalam hal kinerja, konsumsi daya (TDP) dan pembangkitan panas.
Arsitektur GPU Pascal mendukung memori GDDR5, GDDR5X dan HBM2. Hanya kartu grafis workstation kelas atas, Nvidia Quadro GP100 hadir dengan memori HBM2 bandwidth tinggi. Arsitektur GPU Nvidia Pascal mendukung DirectX 12, OpenGL 4.6, Vulkan, OpenCL, SLI (untuk kartu GeForce kelas atas), NVLink (hanya untuk GPU workstation teratas), NVENC, G-Sync, GPU Boost 3.0, DisplayPort 1.4, HDMI 2.0b , CUDA Compute Capability 6.0 / 6.1 dan VR Ready. GPU berbasis Pascal juga dapat ditemukan di Notebook atau Laptop.
Volta GPU Architecture
Volta adalah penerus arsitektur GPU Pascal dan dibangun di atas proses fabrikasi 12nm. Ini mendukung memori HBM2 berkecepatan tinggi dan bandwidth tinggi. Arsitektur Volta hanya dirancang untuk memenuhi kebutuhan workstation dan datacenter. Saat ini belum ada kartu grafis gaming yang menggunakan arsitektur Volta. Arsitektur GPU ini didukung oleh CUDA Cores dan Tensor Cores. Tensor Cores digunakan untuk Artificial Intelligence (AI), Deep learning, Machine learning, Perhitungan aritmatika kompleks dan memberikan peningkatan kinerja lebih dari 5X dibandingkan arsitektur Nvidia Pascal.
Kartu grafis yang menggunakan arsitektur GPU Volta antara lain Nvidia Titan V, Nvidia Titan V CEO Edition dan Nvidia Quadro GV100. Arsitektur Volta mendukung teknologi NVLink 2.0 yang jauh lebih cepat daripada NVLink sebelumnya dan memungkinkan kecepatan transfer data yang jauh lebih tinggi yaitu 25 Gbit/s per jalur data per arah. Kita mungkin dapat melihat lebih banyak kartu grafis menggunakan arsitektur Volta tetapi saya pikir itu hanya akan terjadi pada kategori kartu grafis workstation.
Turing GPU Architecture
Turing adalah penerus arsitektur GPU Volta. Ini adalah salah satu arsitektur GPU tercanggih yang pernah dibuat. Turing GPU dibangun di atas proses manufaktur FinFET 12nm dan mendukung memori GDDR6 yang beroperasi pada kecepatan sangat tinggi dapat mencapai bandwidth yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan memori GDDR5X dan GDDR5 sebelumnya. Arsitektur GPU canggih ini hadir dengan CUDA Cores, Tensor Cores, dan RT Cores. Turing adalah arsitektur GPU pertama yang mendukung Real Time Ray Tracing untuk menciptakan pencahayaan yang nyata, bayangan, pantulan, refraksi, dan efek pencahayaan canggih lainnya. Pelacakan Sinar Waktu Nyata ini ditangani oleh RT Cores dan kinerjanya dievaluasi dalam metrik baru yang disebut Giga Rays per second.
CUDA Cores digunakan untuk tugas pemrosesan berbasis Pixel standar atau Rasterization, tetapi di Turing mereka menampilkan arsitektur streaming multiprocessor (SM) baru yang mendukung hingga 16 triliun operasi floating point secara paralel dengan 16 triliun operasi integer per detik. Ini sekarang memungkinkan Pengembang untuk membuat simulasi kompleks, seperti partikel atau dinamika fluida untuk visualisasi ilmiah, lingkungan virtual, dan efek khusus. Menurut Nvidia, GPU Turing memberikan kinerja hingga 6X dibandingkan GPU berbasis Pascal
Ada kartu grafis workstation dan game berdasarkan arsitektur GPU Turing. Kartu Grafis Turing Workstation termasuk Quadro RTX 8000, Quadro RTX 6000, Quadro RTX 5000, dan Kartu Grafis Gaming terdiri dari seri GeForce RTX 20 yang mencakup GeForce RTX 2080 Ti, RTX 2080, RTX 2070 dan juga Nvidia TITAN RTX yang perkasa. Turing mendukung pengaturan multi-GPU untuk kartu grafis Quadro RTX dan GeForce RTX menggunakan NVLink untuk menggandakan atau melipatgandakan kinerja komputasinya. Kartu grafis GeForce RTX juga mendukung VirtualLink melalui konektor USB Type-C untuk menghubungkan Headset VR pada port USB Type-C untuk pengalaman VR yang luar biasa. Di sisi lain, GPU Quadro RTX mampu memproses video 8K secara real time yang menunjukkan kekuatan arsitektur baru ini.
Pembaruan: Kartu grafis Turing seri GTX 16 tidak dilengkapi dengan RT Cores dan Tensor Cores. Mereka termasuk GTX 1660 Ti , GTX 1660.
Pascal vs Volta vs Turing Comparison
Perbandingan cepat dan singkat arsitektur GPU Pascal, Volta, dan Turing dari Nvidia.
Kesimpulan
Tidak dapat disangkal fakta bahwa Turing adalah arsitektur GPU paling canggih dan memimpin di depan Pascal dan Volta dalam hal teknologi. Turing lebih merupakan arsitektur GPU multi-tujuan yang dapat melakukan ketiga hal secara bersamaan yaitu Pemrosesan Piksel, Kecerdasan Buatan (AI) dan Pelacakan Sinar Waktu Nyata. Pascal adalah arsitektur GPU yang berumur panjang dan sukses, tetapi sekarang telah menunjukkan usianya karena kurangnya fungsionalitas canggih AI dan Ray Tracing. Volta benar-benar menjadi tanda tanya bagi kami karena hanya ada beberapa kartu grafis darinya sampai sekarang dan menurut saya itu telah sepenuhnya digantikan oleh arsitektur GPU Turing yang lebih baru dan lebih baik. Masa depan grafis pasti terletak pada arsitektur Turing karena arsitektur generasi sebelumnya perlahan memudar.
Tambahan RoadMap :
-----------------------------------------------------
Sumber :
Nvidia,
TechPowerUp
http://xiaqunfeng.cc/
