News Das ist NVIDIA Turing | Siggraph 2018

[Jakob Ginzburg]

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Auf der diesjährigen Siggraph hat Nvidia die Turing-Architektur vorgestellt und bezeichnet Turing dank der neuen RT-Cores als „den größten Sprung seit der Erfindung des CUDA Grafikprozessors“. Die RT-Kerne beschleunigen nicht nur das Raytracing sondern ermöglichen auch Echtzeit-Raytracing. Die eingebauten Tensor-Cores sind für die KI-Inferenzierung zuständig und arbeiten dabei Hand ind Hand mit den RT-Kernen.

Diese beiden Technologien sind in Nvidias Augen die Einführung einer neuen Generation von Hybrid-Rendering, die zusammen mit leistungsstärkeren Berechnungen zur Simulation und verbesserten Rasterung eingesetzt werden können. Das hybride Rendering soll interaktive Erlebnisse in Kinoqualität ermöglichen. Zusätzlich geht durch neuronale Netze die Interaktivität mit hochkomplexen Modellen flüssiger von der Hand.

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"Turing stellt für NVIDIA die wichtigste Innovation im Bereich der Computergrafik seit mehr als einem Jahrzehnt dar",
sagt Jensen Huang, Gründer und CEO von NVIDIA, zu Beginn der jährlich stattfindenden Siggraph Konferenz. "Das hybride Rendering wird die Branche verändern und erstaunliche Möglichkeiten eröffnen. [...] Die Verfügbarkeit des Echtzeit-Raytracing ist der Heilige Gral unserer Industrie."

NVIDIA erfindet Computergrafik mit der Turing-Architektur neu
Die achte Generation von Nvidias Grafikprozessor-Architektur trägt also den Namen „Turing“ und ist nach Unternehmensangaben der weltweit erste Raytracing-Grafikprozessor und das Ergebnis von mehr als 10.000 Jahren Entwicklungsarbeit - natürlich handelt es sich bei der Angabe um die Mannstunden des gesamten Entwicklungsteams.

Durch die Verwendung der Hybrid-Rendering-Funktionen von Turing können Anwendungen die physikalische Welt mit der 6-fachen Geschwindigkeit simulieren. Nvidia zieht hier als Vergleich die Pascal-Generation.



Damit Entwickler diese Möglichkeiten voll ausschöpfen können, hat NVIDIA seine RTX-Entwicklungsplattform um neue AI-, Ray-Tracing- und Simulations-SDKs erweitert. Das Unternehmen kündigte außerdem an, die wichtigen Grafikanwendungen, die für Designer, Künstler und Wissenschaftler weltweit entwickelt wurden, durch die Turing-Funktionen erweitern zu wollen.



"Dies ist ein bedeutender Moment in der Geschichte der Computergrafik", sagt Jon Peddie, CEO des Analystenhauses JPR. "NVIDIA liefert Echtzeit-Raytracing fünf Jahre bevor wir es für möglich gehalten haben."

Anm. d. Red.: Ob das unbedingt für die Analysten spricht, sei an dieser Stelle dahingestellt.

Echtzeit Raytracing beschleunigt durch RT-Cores
Die Turing-Architektur ist mit speziellen Raytracing-Prozessoren namens „RT-Cores“ ausgestattet. Diese sind für die Berechnung der Licht- und Tonübertragung in 3D-Umgebungen mit bis zu 10 GigaRays pro Sekunde ausgelegt. Turing beschleunigt - nach Nvidias eigener Rechnung - das Raytracing in Echtzeit um das bis zu 25-fache gegenüber der vorherigen Pascal-Generation.



Leistungsstarke Tensor-Kerne beschleunigen AI
Die Turing-Architektur verfügt zusätzlich über „Tensor-Cores“. Das sind Prozessoren, die Deep-Learning und Inferencing beschleunigen und bis zu 500 Billionen Tensoroperationen pro Sekunde ermöglichen. Dieses Leistungsniveau ermöglicht AI-getriebene Funktionen für die Erstellung von Anwendungen. Dazu gehört DLAA: Deep Learning Anti-Aliasing ist nach Nvidias Angaben ein Durchbruch bei der hochwertigen Bewegtbildgenerierung. Die Technologie ermöglicht Rauschunterdrückung, Auflösungsskalierung und Video-Re-Timing. Diese Funktionen sind Teil des NVIDIA NGX Software Development Kits, einem neuen, tiefgehenden Lernprogramm.





Schnellere Simulation und Rasterung mit neuem Turing Streaming Multiprozessor
Turing-basierte GPUs verfügen über eine neue Streaming-Multiprozessor (SM)-Architektur, die eine Ganzzahl-Ausführungseinheit parallel zum Fließkomma-Datenpfad ausführt. Außerdem gibt es eine neue vereinheitlichte Cache-Architektur, mit der doppelten Bandbreite im Vergleich zu Pascal.

In Kombination mit neuen Grafiktechnologien, wie z.B. der variablen Schattierung, erreicht der Turing SM laut Nvidia eine „beispiellose Leistung“ pro Kern. Mit bis zu 4.608 CUDA-Kernen unterstützt Turing die bis zu 16 Billionen Gleitkommaoperationen parallel zu 16 Billionen ganzzahligen Operationen pro Sekunde.

Entwickler können die Vorteile der NVIDIA CUDA 10, FleX und PhysX SDKs für die Erstellung komplexer Simulationen, darunter Partikel- oder Fluiddynamik, für die wissenschaftliche Visualisierung, virtuelle Umgebungen und Spezialeffekte nutzen.

NVIDIA Quadro RTX Grafikkarten
Auf der Siggraph stellte das Unternehmen auch seine ersten auf Turing basierenden Produkte vor. Die NVIDIA Quadro RTX 8000, die Quadro RTX 6000 sowie die Quadro RTX 5000. Quadro GPUs auf Basis von Turing werden zunächst im vierten Quartal verfügbar sein.

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[tom93]

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