Tensor- und RT-Kerne nehmen auf NVIDIA-Turing-Grafikprozessoren nicht viel Platz ein.

Bereits während der Ankündigung der ersten GeForce RTX-20-Serie-Grafikkarten dachten viele, dass die grafischen Prozessoren Turing mit ihren durchaus großen Abmessungen auf die zusätzlichen Blöcke – RT-Kerne und Tensor-Kerne – zurückzuführen seien. Nun hat ein Reddit-Nutzer die Infrarotbilder der Turing-Grafikprozessoren TU106 und TU116 analysiert und festgestellt, dass die neuen Rechenblöcke nicht so viel Platz einnehmen, wie ursprünglich angenommen.

Zunächst erinnern wir daran, dass der Grafikprozessor Turing TU106 der kleinste und kompakteste Chip von NVIDIA mit speziellen RT-Kernen für Raytracing und Tensor-Kernen zur Beschleunigung von KI-Funktionen ist. Der verwandte Grafikprozessor Turing TU116 hingegen hat diese speziellen Rechenblöcke nicht, weshalb gerade diese beiden verglichen wurden.

Die NVIDIA-Turing-Grafikprozessoren sind in TPC-Blöcke unterteilt, die jeweils aus einem Paar von Streaming-Multiprozessoren bestehen, in denen bereits alle Rechenkerne integriert sind. Es stellte sich heraus, dass der Turing TU106 über eine TPC-Bereich verfügt, der nur um 1,95 mm² größer ist als der des Turing TU116, was 22 % entspricht. Von dieser Fläche entfallen 1,25 mm² auf die Tensor-Kerne und nur 0,7 mm² auf die RT-Kerne.

Es ergibt sich, dass der Flaggschiff-Grafikprozessor Turing TU102, der die Grundlage für die GeForce RTX 2080 Ti bildet, ohne die neuen Tensor- und RT-Kerne nicht 754 mm², sondern 684 mm² (36 TPC) groß wäre. Im Gegensatz dazu könnte der Turing TU104, der die Grundlage der GeForce RTX 2080 darstellt, eine Fläche von 498 mm² anstelle von 545 mm² (24 TPC) betragen. Wie man sieht, wären auch ohne Tensor- und RT-Kerne die größeren Turing-Grafikprozessoren ziemlich große Chips gewesen, deutlich größer als die Pascal-Grafikprozessoren.

Wodurch sind also die vergleichsweise großen Abmessungen bedingt? Zunächst wurde das Cache-Volumen der Turing-Grafikprozessoren erhöht. Auch die Größe der Shader wurde vergrößert, und die Turing-Chips verfügen über größere Befehlssätze und erweiterte Register. All dies hat es ermöglicht, nicht nur die Fläche, sondern auch die Leistung der Turing-Grafikprozessoren spürbar zu steigern. Zum Beispiel bietet die GeForce RTX 2060 auf Basis des TU106 nahezu das gleiche Leistungsniveau wie die GeForce GTX 1080 auf Basis des GP104. Letztere hat übrigens 25 % mehr CUDA-Kerne, benötigt jedoch eine Fläche von 314 mm² im Vergleich zu 410 mm² beim neuen TU106. 

Quelle: 3dnews.ru