Nvidia新一代GPU架构Turing为何比前代Pascal快6倍！Quadro两代GPU架构大比较,,Nvidia执行长黄

原标题：Nvidia新一代GPU架构Turing为何比前代Pascal快6倍！Quadro两代GPU架构大比较

Nvidia发表了新一代的GPU架构Turing，也推出了采用此架构的光线追踪GPU产品Quadro△RTX。Nvidia执行长黄仁勋还现场展示了今年3月同样的一段《星际大战》光线追踪特效示范视频Reflections，来呈现即时光线追踪的光影渲...

Nvidia发表了新一代的GPU架构Turing，也推出了采用此架构的光线追踪GPU产品Quadro△RTX。Nvidia执行长黄仁勋还现场展示了今年3月同样的一段《星际大战》光线追踪特效示范视频Reflections，来呈现即时光线追踪的光影渲染效果，3月当时利用了配备4个人工智能专用的Volta△GPU以及价值7万美元的人工智能工作站DGX△Station来计算，但现在只需用单张Quadro△RTX△8000就能做到。若以同样专攻影像特效处理的GPU产品线Quadro来看，Nvidia执行长黄仁勋指出，全新Turing架构的效能，是前一代Quadro△Pascal架构的6倍之多。先来看看这个视频得光影渲染效果，利用即时光线追踪计算产生的阴影和反射、折射效果格外真实。

新一代Turing架构是全新的设计，除了GPU原有的SM（Streaming△Multiprocessor）模组外，还包括了AI计算用的Tensor△Core，以及光线追踪用的RT△Core，等于集结了Nvidia过去两大类GPU的特性，再增加一个新的特殊核心。

但是，Turning架构内建的SM模组也采取了新设计，除了浮点运算能力，还增加了可以平行执行的整数执行器，可以同时提供16 TFLOPS（Tera△Floating-point△Operations△Per△Second），再加上同样效能的16 TIPS（Tera△Integer△Operations△Per△Second）运算效能。

除此之外，Turing架构增加了一个全新的处理核心：专门处理光线追踪的RT△Core，用于计算光线在三角形间交互作用和不同边界间户，最高每秒可处理10 Giga道光线。另外Turing架构也内建了出现在另一个人工智能系列产品线使用的Volta△GPU架构上的AI计算专用核心Tensor△Core，不过，核心数比Volta产品线内建的640 Tensor△Core核心数略低，Turing架构目前最多只内建了576个（RTX△6000和RTX△8000两款），最高可以提供到125 TFLOPS的半精度浮点运算，或是500 TOPS△INT4计算（每秒可以处理500兆次整数计算）。

相较于Quadro前一代采用的16纳米制程Pascal架构GPU，Turing架构GPU晶片则采用了更先进的12纳米制程，晶片面积从更大达到754平方公厘，内有186亿个电晶体，前Pascal架构GPU只有118亿个电晶体。在一般运算能力上，Turing架构GPU可提供到16 TFLOPS计算力，也远高于Pascal架构GPU的13 TFLOPS计算能力。记忆体支援也有很大的差异，Pascal架构的Quadro产品，可支援到24GB的GDDR5记忆体（时脉10GHz），但Turing架构GPU可支援到更高速的GDDR6记忆体（时脉14Ghz），单卡容量更是高达48GB。通过NVLink串连双GPU卡，记忆体还可以再倍增，例如串接两张RTX△8000最大可提供96GB的全域照明计算（Global△Illumination） 。

同样用星际大战视频的光影渲染来比较，同样效果，黄仁勋指出，采用Pascal架构的GPU需要308毫秒，但Turing架构GPU搭配即将推出的Deep△Learning△Anti-Aliasing△(DLAA)技术，只需要45毫秒，等于Turing架构的光影渲染速度可以达到Pascal架构的6倍。

为了支援RTX△GPU，Nvidia在软件层上提供了多项新工具和API，包括了光柵化（Rasterization）计算API、光线追踪API、CUDA运算API、Tensor△Core用的AI△API等，另外OptiX、DXR、Vulkan也可以支援新的Turing架构光线追踪加速功能，Nvidia还正式将材质定义语言MDL开源释出，另外RTX也支援Pixar的开发语言USD（Universal△Scene△Description）。开发者只要呼叫API，就可以利用RTX△GPU的光线追踪核心来计算。

橙山网（Csnd.net）简评：Nvidia执行长黄仁勋还现场展示了今年3月同样的一段《星际大战》光线追踪特效示范视频Reflections，来呈现即时光线追踪的光影渲...Nvidia发表了新一代的GPU架构Turing，也推出了