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GK110 : Nvidia lance les Tesla K20 et K20X
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A l'occasion de la conférence SC12, dédiée aux supercalculateurs et technologies liées, Nvidia annonce la disponibilité commerciale de l'accélérateur Tesla K20 dont nous vous avions déjà parlé. Cette carte embarque un GPU GK110 qui reprend l'architecture Kepler déjà en place sur les GeForce GTX 600 mais légèrement retouchée pour faciliter l'exploitation du GPU en tant qu'accélérateur.
Le GPU GK110 et ses 7.1 milliards de transistors.
Parmi les avancées citons une capacité de traitement en double précision très élevée, un texture cache plus flexible et surtout un processeur de commande plus évolué. Il est capable de gérer jusqu'à 32 files d'attente d'exécution pour mieux exploiter la capacité du GPU à exécuter plusieurs tâches concurrentes, ce que les GPU Nvidia précédents avaient du mal à faire en pratique. Il est également capable d'auto-générer des tâches, ce qui évite des allers-retours incessants avec le CPU qui réduisent l'efficacité réelle de l'accélérateur.
Par rapport à nos précédentes informations, les spécifications de la Tesla K20 sont confirmées, si ce n'est au niveau de la mémoire où elles évoluent très légèrement. Elle est donc bien basée sur un GK110 castré qui se contente de 13 blocs d'unités de calcul, SMX, sur les 15 physiquement présents sur la puce. Il en va de même pour les contrôleurs mémoire dont seulement 5 des 6 sont exploités, ce qui limite la mémoire de la Tesla K20 à 5 Go (4.38 Go avec ECC actif).
Petite surprise, Nvidia lance également une Tesla K20X. Le GK110 qu'elle embarque profite cette fois bien de 14 SMX, pour se rapprocher des 4 Tflops, ainsi que de ses 6 contrôleurs mémoire qui disposent donc de 6 Go de GDDR5 (5.25 Go avec ECC actif). C'est en réalité cette Tesla K20X qui prend place dans le supercalculateur Titan et nous pouvons imaginer que Nvidia a dû sortir 2 variantes de la K20 d'une part pour respecter le cahier de charge au niveau de ce supercalculateur et d'autre part pour disposer d'une production suffisante. Fabriquer un GPU de 7.1 milliards de transistors en 28 nanomètres reste un défi !
Avec plus d'unités de calcul et une fréquence légèrement supérieure, la Tesla K20X ne peut se contenter du TDP de 225W de la Tesla K20. Nvidia a cependant pu le limiter à une valeur proche : 235W. Il nous a par ailleurs été confirmé qu'une technologie de contrôle de la consommation similaire au GPU Boost des GeForce GTX 600 était bien présente sur cette carte et qu'elle pourrait éventuellement être personnalisée par certains fabricants de stations de travail et de serveurs, soit pour adapter la limite de consommation, soit pour activer sa composante turbo.
La Tesla K20 sera disponible en version workstation (refroidissement actif) ainsi qu'en version serveur (refroidissement passif) alors que la Tesla K20X n'existera que dans cette dernière version. Au moins deux formats serveurs sont proposés par Nvidia : carte PCI Express "classique" telle qu'illustrée ici ou SXM, similaire au MXM des cartes graphiques mobiles.
La disponibilité des Tesla K20 et K20X est annoncée pour la fin de ce mois avec un tarif de 3200$ pour la première alors qu'il faudra compter 5000$ pour la seconde. Des tarifs nettement plus élevés que sur la génération précédente qui laissent penser que, pour Nvidia, l'adhésion de l'industrie du calcul haute performance à ces accélérateurs massivement parallèles est désormais inéluctable. Nvidia compte sur un écosystème CUDA relativement répandu et réputé pour faire face à la concurrence des FirePro S d'AMD et des Xeon Phi d'Intel.
Résultats Nvidia boostés par Tegra
Au tour de Nvidia de publier ses résultats trimestriels (pour le troisième trimestre de l'année fiscale 2013)... et pour le Caméléon, le baromètre est au beau fixe. La marque annonce en effet un chiffre d'affaire de 1,20 milliards de dollars, en hausse de 15,3% par rapport au trimestre précédent, et de 12,9% par rapport au même trimestre de 2011 (Q3 2012, fiscalement parlant). La marge brute du fondeur est elle aussi en hausse de 0,7% par rapport au même trimestre 2011, et atteint désormais 52,9%. Enfin la firme encaisse un bénéfice trimestriel de près de 210 millions de dollars, lui aussi en très nette hausse par rapport au trimestre précédent (+75,6%) et à Q3 2012 (+17,3%).
Pour expliquer ces bonnes performances Nvidia met en avant une forte demande pour les GPU Kepler et pour les SoC Tegra. Nvidia précise que les produits "hors PC" (SoC principalement, mais également Telsa) représentaient 7% du chiffre d'affaire de la marque il y a 3 ans. Leur part est montée à 30% ce trimestre. Donnée intéressante: le "consumer business" (Tegra, Icera, consoles de jeux et produits embarqués) est en hausse de 35,7% par rapport au trimestre passé, et de 27,6% par rapport à Q2 2012 (année fiscale), avec pour moteur principal, Tegra 3.
En ce qui concerne les GPU pour PC, une progression notable est mentionnée, avec une croissance de 10,7% sur un trimestre et 14,7% sur un an. Les deux moteurs de cette dynamique étant les ventes de cartes Kepler pour desktop, et le renouvellement des plateformes notebooks en Ivy Bridge, qui profite également indirectement à Nvidia.
Le segment professionnel quant à lui accuse le coup et, s'il augmente de 12,4% sur un trimestre, recule en fait de 4,2% sur un an... Tesla a bénéficié d'une commande géante du Oak Ridge National Laboratory pour son supercalculateur Titan. Une manne pour le fondeur, qui a livré pour l'occasion 18 000 Tesla K20. Les Quadro quant à elles pâtissent d'un marché des workstation plutôt amorphe, et voient leurs ventes baisser par rapport à l'an dernier, sans que Nvidia ne communique plus de chiffres.
Nvidia lance les GeForce GTX 600MX
Lors du lancement des GeForce GTX 600M, nous avions été quelque peu déçus du fait que le haut de gamme doive se contenter de renommages de la génération Fermi, alors que l'entrée de gamme, de la GTX 660M à la GT 640M LE profitait du passage à Kepler et du GPU GK107.
A l'occasion du Computex, Nvidia avait rectifié le tir en lançant une GeForce GTX 680M basée sur un GK104 avec une configuration similaire à celle de la GeForce GTX 670 de bureau mais largement sous-cadencée pour pouvoir tenir dans une enveloppe thermique de 100W. Nvidia vient enfin de complèter ce haut de gamme avec 3 nouvelles références mobiles basées elle aussi sur la génération Kepler, plus efficace sur le plan énergétique :
Ce sont tout d'abord les GeForce GTX 675M et GTX 670M qui font places à des versions MX. La GTX 670MX introduit dans le monde mobile le GK106 et correspond à une GTX 660 de bureau très largement sous cadencée, tant au niveau du GPU que de sa mémoire GDDR5, ce qui devrait donner au final des performances proches de celles d'une GTX 650 Ti de bureau.
La GTX 675MX est similaire sur le plan de la puissance de calcul, mais passe du GK106 à un GK104 castré ce qui lui permet de disposer d'un bus mémoire de 256-bit au lieu de 192-bit. Avec de la mémoire GDDR5 quelque peu plus rapide, elle profite d'une bande passante mémoire 70% plus élevée que celle de la GTX 670MX. Par rapport aux versions M, ces 2 nouvelles venues devraient offrir +/- 20% de performances supplémentaires.
Enfin, Nvidia introduit une GeForce GTX 680MX. Si le GK104 qu'elle embarque reste largement sous-cadencé, il est par contre complet et profite de la totalité de ses 1536 unités de calcul. Qui plus est, par rapport à la GTX 680M, Nvidia fait passer la mémoire GDDR5 de 900 à 1250 MHz, un gain de près de 40% qui donnera plus de liberté au GPU pour profiter de sa puissance de calcul élevée. Ici aussi la GTX 680MX devrait afficher un avantage de 20% par rapport à la version M.
Nvidia publie les pilotes 310.33 beta
La sortie hier des Catalyst 12.11 beta qui ont apporté un gain de performance significatif a probablement irrité chez Nvidia dont la qualité des pilotes et les releases "magiques" font partie du fonds de commerce. Dans la description des pilotes 310.33 beta , Nvidia tient ainsi à rappeler avoir [aussi] apporté plusieurs gains de performances cette année à travers de nouveaux pilotes et annoncent avec les derniers en date des gains qui peuvent notamment monter à 7.5% sur la GeForce GTX 660 ou encore à 15% sur la GeForce GTX 680. Citons par exemple Batman Arkham City, Skyrim et Starcraft II parmi les jeux qui profitent de gains de performances. En observant les chiffres avancés par Nvidia, dans les 2 derniers cas les gains semblent liés à une petite réduction du coût CPU.
Par soucis d'équité, nous avons bien entendu cherché à savoir si ces nouveaux pilotes avaient un impact significatif dans le cadre de notre protocole de test. Nous avons donc retesté la GeForce GTX 650 Ti. Nous n'avons cependant observé un gain que dans Batman Arkham City, +5%, alors que dans les autres jeux la tendance est en général à une très légère baisse (inférieure à 1%). Au final l'impact sur l'indice global est mince : +0.3%. Pour le détail, cet indice de performances passe de 108.4 à 108.7 pour la GeForce GTX 650 Ti, ce qui ne change donc pas la donne.
Les pilotes 310.33 beta compatibles avec Windows Vista, Windows 7 et Windows 8 sont disponibles ici en version 64-bit et là en version 32-bit.
Tesla K20 et GK110 : les specs finales ?
Comme vous devez le savoir, Nvidia prévoit de commercialiser à partir du mois de décembre la première carte basée sur le gros GPU Kepler, le GK110 et ses 7.1 milliards de transistors. Dénommée K20, elle prend place dans la gamme Tesla destinée au calcul intensif.
Certains gros clients ont reçu les premiers échantillons de la part de Nvidia et les détails commencent à fuiter. Citons par exemple le cas d'Oak Ridge National Laboratory qui est en train de faire évoluer son supercalculateur Cray XT5, dénommé Jaguar, en remplaçant progressivement ses 18688 nœuds par des plateformes XK6 équipées d'Opteron 6274 Bulldozer. 14592 de ces nœuds sont voués à recevoir un accélérateur Tesla K20.
heise online a pu relever, avant leur retrait, les spécifications finales de la Tesla K20 qui ont été publiées par CADnetwork, un revendeur de serveurs. Comme nous le supposions à son annonce, une partie des unités de calcul sont désactivées de manière à obtenir un volume de production suffisant. Alors que le GK110 embarque 15 blocs d'unités de calcul, les SMX, 13 seront actifs sur la Tesla K20.
Inattendu par contre, Nvidia aurait également désactivé l'un des 6 contrôleurs mémoire 64-bit du GPU ce qui impliquerait qu'il devrait se contenter de 5 Go de GDDR5 et non de 6 Go comme annoncé au départ. Nous utilisons cependant le conditionnel sur ce point puisqu'il est possible, mais peu probable, que ces spécifications reposent sur des chiffres qui correspondent à l'ECC activé : sur 6 Go, seuls 5.25 Go restent ainsi accessibles dans ce mode.
Les spécifications font état d'une fréquence GPU relativement faible de 705 MHz, ce qui était sans aucun doute nécessaire pour ne pas dépasser le TDP de 225W. En présumant que les spécifications ne prennent pas en compte l'activation de l'ECC, ce n'est en général pas le cas, la mémoire GDDR5 serait ainsi cadencée à 1250 MHz.
Comme vous pouvez le constater à travers ces quelques chiffres bruts, avec quelques unités désactivées et une fréquence relativement faible, la carte Tesla K20 se situe au niveau d'un exemplaire de GeForce GTX 680 équipé d'un GPU dont le turbo dispose d'une fréquence élevée. La Tesla K20 profite par contre d'une puissance en double précision nettement plus élevée ainsi que de différentes petites évolutions qui permettront de rendre le GPU plus efficace en tant que coprocesseur massivement parallèle.
Ces spécifications laissent cependant penser qu'il sera difficile pour Nvidia de proposer une variante GeForce intéressante du GK110 sans faire exploser le TDP, même si le turbo maison, GPU Boost, permet de laisser la fréquence GPU monter quelque peu dans le TDP défini. Notons que certaines rumeurs laissent d'ailleurs entendre que Nvidia pourrait ne pas utiliser ce GK110 pour sa prochaine GeForce haut de gamme. Au profit d'un GPU moins complexe mais plus hautement cadencé ?
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