Pelien GPU vs HPC -näytönohjaimet, yhtäläisyydet ja erot

Pelien GPU vs HPC -näytönohjaimet

Tällä hetkellä näytönohjaimia on suunnattu kahdelle eri markkinoille. Suosituin on pelaaminen, jossa kymmenet miljoonat PC -videopelien fanit käyttävät niitä pelatakseen pelejään parhaalla mahdollisella kuvataajuudella ja / tai parhaalla grafiikalla. Muut markkinat ovat korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely- tai HPC-näytönohjaimia. Miten nämä kaaviotyypit eroavat toisistaan?

Ei ole epäilystäkään siitä, että näytönohjaimet ovat kokeneet valtavan kehityksen viime vuosina. Ne eivät ainoastaan ​​tarjoa kykyä toistaa yhä realistisempaa grafiikkaa, vaan niiden laskentatehoa käytetään myös kaikenlaisiin tieteellisiin sovelluksiin, ja tämä on mahdollistanut niiden pääsyn enemmän markkinoille kuin videopelejä. Mutta eri markkinoilla eri ratkaisuja ja kuten jo tiedetään, molempia NVIDIA ja AMD on arkkitehtuureja, jotka on suunniteltu toisaalta videopelien toistoon ja toisaalta tieteelliseen laskentaan.

Yleisellä tasolla heillä on joukko yhteisiä elementtejä, mutta he tuovat mukanaan sarjan differentiaalielementtejä, jotka tekevät heistä erilaisia ​​olentoja, jos vertaamme HPC: tä GPU arkkitehtuuri Gaming GPU: n kanssa. Siksi olemme päättäneet kertoa teille eroista molempien GPU -tyyppien välillä.

Tietojen tarkkuus, suurin ero GPU HPC: ssä ja pelaamisessa

Videopelissä se, että tieto ei ole täysin tarkka, ei ole ongelma, koska yleensä käytetään sitä, mitä matemaattisesti kutsumme likimääräiseksi. Se koostuu alhaisemman tarkkuuden lukujen käyttämisestä, mutta riittävästi läheisen simulaation suorittamiseen. Tämä johtuu siitä, että bittien määrä, jonka voimme liittää ALU: n tietoihin, on rajallinen ja enemmän bittejä ALU: ta kohti, enemmän transistoreita ja siten transistorien koko on suurempi. Koska kaupallisen GPU: n transistoribudjetti on rajallinen ja tietojen tarkkuus ei ole niin tärkeä, tämä uhraus päätyy.

Mutta tieteellisessä laskennassa se on erilainen, tietojen tarkkuus on erittäin tärkeää laskelmien suorittamiseksi. Yksinkertainen tietojen vaihtelu voi johtaa siihen, että käyttämäsi malli poikkeaa liikaa tai johtaa virheellisiin tuloksiin. Kuvittele katastrofi, joka olisi, jos matalan tarkkuuden GPU: ta käytetään tiettyjen elementtien laskemiseen uuden lääkkeen luomisessa, ja että virheen seurauksena on epätäsmällisyys, joka johtaa terveyskatastrofiin. Siksi monet HPC: hen suunnitellut grafiikkasuorittimet käyttävät tarkkoja 64-bittisiä liukulukuisia ALU-yksiköitä. Emme yleensä näe pelaamiseen käytettäviä grafiikkasuorittimia erittäin ilmeisen tosiasian vuoksi.

Korkeamman tarkkuuden käskyjen käyttö edellyttää erikoistuneiden ALU: iden käyttöönottoa ja sen myötä muutoksia koko varjostusyksikössä, ei ainoastaan ​​näiden ALU: iden käyttöönoton, vaan myös rekisterien, käskykokoelman ja tietoliikenteen osalta.

HPC -näytönohjaimen hintarakenne on erilainen

HBM 2

Esimerkiksi kuluttajamarkkinoilla ei ole mahdollista myydä suurta grafiikkaprosessoria, koska asiakkaat voivat maksaa vain vähän, eikä voida käyttää erittäin kalliita muistityyppejä, kuten HBM -muistia. Huolimatta siitä, että se on parempi kahdessa kolmesta muuttujasta (koko ja kulutus), se menettää kustannuksia verrattuna GDDR6 -muistiin, joka on paljon halvempi.

Kustannusrajoituksia ei tapahdu HPC-näytönohjaimissa, koska ne on suunniteltu markkinoille, joilla korkeat kustannukset tekevät HBM-tyyppisten muistien käytön kannattavaksi. Siksi tämän tyyppiset grafiikkasuorittimet käyttävät yleensä tämän tyyppistä muistia GDDR6: n sijasta. Jos asiakkaasi ovat valmiita maksamaan paremman muistityypin kustannukset, he maksavat.

Toinen syy on se, että supertietokoneet ja konesalit, jotka käyttävät HPC -grafiikkasuorittimia, ovat se, että niiden energiankulutus on yleensä jo budjetoitu, ja jokainen käytetty watti on käytettävä maksimaalisesti. Koska HBM -muistin kulutus pJ / bitissä on paljon pienempi kuin GDDR6, se on päätynyt asettamaan itsensä kyseisille markkinoille, ja tämä on tehnyt kaikki tulevat HPC -grafiikkasuorittimet tämän tyyppisen muistin käyttöön, mikä vaatii välikappaleiden ja siten 2.5DIC -rakenteiden käyttö.

Eri markkinat, erilaiset tarpeet

Nvidia-A100-HPC

Grafiikkaa tuottavat grafiikkasuorittimet käyttävät sarjan yksiköitä, joita kutsumme kiinteäksi funktioksi, koska ne eivät ole ohjelmoitavissa. Hänen työnsä? Suorita tiettyjä toistuvia ja tarpeettomia toimintoja luodessamme reaaliaikaista grafiikkaa, jonka näemme näytöllä. HPC -näytönohjaimet ovat erilaisia, monet näistä yksiköistä eivät tarvitse niitä eivätkä siksi käytä niitä.

Tyypillisesti yksinkertaisin muutos Gaming GPU: n muuttamiseksi HPC GPU: ksi alkaa videon ulostulon sokeuttamisella. Mutta kuten olemme nähneet kahdessa muussa osassa, HPC -näytönohjaimet ylittävät sen. On totta, että valmistajat jättävät tämän tyyppiset yksiköt HPC -grafiikkasuorittimiinsa. Mikä on vähintäänkin paradoksaalista, varsinkin kun kyseessä ovat NVIDIA Teslan GPU: t, joissa eri yksiköitä ei käytetä. Toisaalta AMD on CDNA-pohjaisessa AMD-vaistossaan poistanut ne kokonaan yhtälöstä.

Miksi käyttämättömät yksiköt ovat edelleen olemassa? No, koska ne vievät vähän tilaa, ne kytketään pois päältä, kun niitä ei käytetä, ja on suurempi tehtävä poistaa ne keskeltä ja konfiguroida koko malli uudelleen ilman niitä kuin ylläpitää niitä. Loppujen lopuksi ne eivät ole täydellisiä prosessoreita ja vievät hyvin vähän tilaa. Ei tarpeeksi häiritsemään, vaikka olet siellä. Vaikka suurin muutos on grafiikkakomentojen prosessorissa, useimmissa HPC -grafiikkasuorittimissa tämä yksikkö on poistettu käytöstä, joten ne eivät voi käsitellä näytön luomaa prosessori luoda grafiikkaa.