آدا لوفليس (الهندسة المعمارية الدقيقة)

آدا لوفليس ، أو ببساطة لوفليس ، [ 1 ] هي بنية دقيقة لوحدة معالجة الرسومات (GPU) طورتها شركة إنفيديا كخليفة لبنية أمبير ، وقد أُعلن عنها رسميًا في 20 سبتمبر 2022. سُميت تيمنًا بعالمة الرياضيات الإنجليزية آدا لوفليس ، [ 2 ] التي عاشت في القرن التاسع عشر، وهي من أوائل مبرمجي الحاسوب . أعلنت إنفيديا عن هذه البنية جنبًا إلى جنب مع سلسلة معالجات الرسومات الاستهلاكية GeForce RTX 40 [ 3 ] وبطاقة الرسومات RTX 6000 Ada Generation لمحطات العمل. [ 4 ] تُصنع بنية لوفليس باستخدام عملية 4N المخصصة من TSMC ، والتي توفر كفاءة أعلى من عمليتي سامسونج 8 نانومتر وTSMC N7 السابقتين اللتين استخدمتهما إنفيديا في بنية أمبير من الجيل السابق. [ 5 ]

خلفية

تأتي بنية Ada Lovelace امتداداً لبنية Ampere التي تم إصدارها في عام 2020. وقد أعلن الرئيس التنفيذي لشركة Nvidia، جنسن هوانغ، عن بنية Ada Lovelace خلال كلمته الرئيسية في مؤتمر GTC 2022 في 20 سبتمبر 2022، حيث ستُستخدم هذه البنية لتشغيل وحدات معالجة الرسومات (GPUs) من Nvidia المخصصة للألعاب ومحطات العمل ومراكز البيانات. [ 6 ]

التفاصيل المعمارية

تشمل التحسينات المعمارية لعمارة آدا لوفليس ما يلي: [ 7 ]

  • قدرة الحوسبة CUDA 8.9 [ 8 ]
  • عملية TSMC 4N  (مصممة خصيصًا لشركة Nvidia) - لا ينبغي الخلط بينها وبين عقدة N4 العادية من TSMC
  • نوى Tensor من الجيل الرابع مع FP8 وFP16 وbfloat16 وTensorFloat-32 (TF32) وتسريع التخفيف
  • أنوية تتبع الأشعة من الجيل الثالث، بالإضافة إلى تتبع الأشعة والتظليل والحساب المتزامن
  • إعادة ترتيب تنفيذ التظليل (SER) [ 9 ]
  • مشفر/مفكك فيديو Nvidia (NVENC/NVDEC) مع ترميز الأجهزة ذي الوظيفة الثابتة AV1 بدقة 8K 10 بت 60 إطارًا في الثانية [ 10 ] [ 11 ]
  • لا يوجد دعم لتقنية NVLink [ 12 ] [ 13 ]

المعالجات المتعددة المتدفقة (SMs)

أنوية CUDA

يحتوي كل SM على 128 نواة CUDA.

أنوية RT

تتميز معمارية Ada Lovelace بنوى تتبع الأشعة من الجيل الثالث. تحتوي بطاقة RTX 4090 على 128 نواة تتبع أشعة مقارنةً بـ 84 نواة في الجيل السابق RTX 3090 Ti. توفر هذه النوى الـ 128 قدرة حسابية تصل إلى 191 تيرافلوب، بمعدل 1.49 تيرافلوب لكل نواة. [ 14 ] أُضيفت مرحلة جديدة في مسار تتبع الأشعة تُسمى إعادة ترتيب تنفيذ التظليل (SER) في معمارية Lovelace، والتي تدّعي Nvidia أنها تُحسّن أداء تتبع الأشعة بمقدار الضعف. [ 6 ]

نوى الموتر

تُمكّن أنوية Tensor الجديدة من الجيل الرابع في معالج Lovelace تقنية الذكاء الاصطناعي المستخدمة في تقنيات توليد الإطارات في DLSS 3. وكما هو الحال في معالج Ampere، يحتوي كل معالج متعدد (SM) على 4 أنوية Tensor، إلا أن Lovelace يحتوي على عدد أكبر من أنوية Tensor إجمالاً نظراً لزيادة عدد معالجاته المتعددة (SM).

سرعات المعالج

هناك زيادة كبيرة في سرعات الساعة مع بنية Ada Lovelace حيث أن سرعة الساعة الأساسية لبطاقة RTX 4090 أعلى من سرعة الساعة المعززة لبطاقة RTX 3090 Ti.

RTX 2080 TiRTX 3090 TiRTX 4090
بنيانتورينجأمبيرآدا لوفليس
سرعة الساعةقاعدة1350 ميجاهرتز1560 ميجاهرتز2235 ميجاهرتز
يعزز1635 ميجاهرتز1860 ميجاهرتز2520 ميجاهرتز

نظام التخزين المؤقت والذاكرة

RTX 2080 TiRTX 3090 TiRTX 4090
بنيانتورينجأمبيرآدا لوفليس
ذاكرة التخزين المؤقت للبيانات من المستوى الأول6.375  ميجابايت (96  كيلوبايت لكل وحدة تخزين)10.5  ميجابايت (128  كيلوبايت لكل وحدة تخزين)16  ميجابايت (128  كيلوبايت لكل وحدة تخزين)
ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني5.5  ميجابايت6  ميجابايت72  ميجابايت

تتميز شريحة AD102 Lovelace المُفعّلة الأخيرة  بذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثاني (L2) بسعة 96 ميجابايت، أي بزيادة قدرها 16 ضعفًا مقارنةً بسعة 6  ميجابايت في شريحة GA102 المبنية على معمارية Ampere. [ 15 ] يُتيح الوصول السريع لوحدة معالجة الرسومات (GPU) إلى سعة كبيرة من ذاكرة التخزين المؤقتة من المستوى الثاني (L2) إمكانية تنفيذ عمليات معقدة مثل تتبع الأشعة، مقارنةً بوحدة معالجة الرسومات التي تبحث عن البيانات في ذاكرة الفيديو GDDR الأبطأ. كما أن الاعتماد الأقل على الوصول إلى الذاكرة لتخزين البيانات المهمة والمتكررة الاستخدام يسمح باستخدام عرض ناقل ذاكرة أضيق بالتزامن مع ذاكرة تخزين مؤقتة كبيرة من المستوى الثاني (L2).

يستخدم كل متحكم ذاكرة اتصالًا 32 بت، مع وجود ما يصل إلى 12 متحكمًا، مما يوفر عرض ناقل ذاكرة إجماليًا يبلغ 384 بت. يدعم تصميم Lovelace استخدام ذاكرة GDDR6 أو GDDR6X . تُستخدم ذاكرة GDDR6X في سلسلة GeForce RTX 40 المكتبية، بينما تُستخدم ذاكرة GDDR6 الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة في الإصدارات المحمولة المقابلة وفي وحدات معالجة الرسومات RTX A6000 الخاصة بمحطات العمل.

كفاءة الطاقة وعقدة المعالجة

تتميز بنية Ada Lovelace بقدرتها على استخدام فولتيات أقل مقارنةً بسابقتها. [ 6 ] وتدّعي Nvidia زيادة في الأداء بمقدار الضعف لبطاقة RTX 4090 عند نفس استهلاك الطاقة البالغ 450 واط الذي استخدمته بطاقة RTX 3090 Ti الرائدة من الجيل السابق. [ 16 ]

يمكن عزو زيادة كفاءة الطاقة جزئيًا إلى صغر حجم عقدة التصنيع المستخدمة في بنية Lovelace. تُصنّع بنية Ada Lovelace باستخدام تقنية 4N المتطورة من TSMC ، وهي عقدة تصنيع مصممة خصيصًا لشركة Nvidia. استخدمت بنية Ampere من الجيل السابق عقدة تصنيع 8N من سامسونج بتقنية 8 نانومتر ، والتي طُرحت عام 2018، أي قبل عامين من إطلاق Ampere. [ 17 ] [ 18 ] تحتوي شريحة AD102 على 76.3 مليار ترانزستور، بكثافة ترانزستور تبلغ 125.5 مليون ترانزستور لكل مليمتر مربع ، أي بزيادة قدرها 178% عن كثافة ترانزستور GA102 التي تبلغ 45.1 مليون ترانزستور لكل مليمتر مربع .

محرك الوسائط

تستخدم بنية Lovelace الجيل الثامن الجديد من مُشفّر الفيديو NVENC من Nvidia وجيل NVDEC الخامس من مُفكّك الفيديو الذي قدمته Ampere. [ 19 ]

تمت إضافة ترميز NVENC AV1 للأجهزة مع دعم دقة تصل إلى 8K بمعدل 60 إطارًا في الثانية وألوان 10 بت ، مما يتيح جودة فيديو أعلى بمعدلات بت أقل مقارنةً ببرامج الترميز H.264 و H.265 . [ 20 ] وتدّعي Nvidia أن مُشفّر NVENC AV1 الخاص بها، والمُدمج في بنية Lovelace، أكثر كفاءة بنسبة 40% من مُشفّر H.264 المُدمج في بنية Ampere. [ 21 ]

تعرضت بنية Lovelace لانتقادات لعدم دعمها منفذ DisplayPort 2.0 الذي يوفر نطاقًا تردديًا أعلى لعرض البيانات، واعتمادها بدلاً من ذلك على منفذ DisplayPort 1.4a الأقدم، والذي يقتصر نطاقه الترددي الأقصى على 32  جيجابت/ثانية. [ 22 ] ونتيجة لذلك، ستكون وحدات معالجة الرسومات Lovelace محدودة بمعدلات التحديث التي يدعمها منفذ DisplayPort 1.4a، على الرغم من قدرة أداء وحدة معالجة الرسومات على الوصول إلى معدلات إطارات أعلى. تضمنت وحدات معالجة الرسومات Arc من Intel ، التي صدرت أيضًا في أكتوبر 2022، منفذ DisplayPort 2.0. أما بنية RDNA 3 المنافسة من AMD ، والتي صدرت بعد شهرين فقط من Lovelace، فقد تضمنت منفذ DisplayPort 2.1 . [ 23 ]

وفاة آدا لوفليس

يموت [ 24 ]AD102 [ 25 ]AD103 [ 26 ]AD104 [ 27 ]AD106 [ 28 ]AD107 [ 29 ]
حجم القالب609 مم 2379 مم 2294 مم 2188 مم 2159 مم 2
الترانزستورات76.3 ب45.9 مليار35.8 ب22.9 مليار18.9 ب
كثافة الترانزستور125.3 متر مربع/ مم²121.1 متر مكعب/ مم²121.8 متر مكعب/ مم²121.8 متر مكعب/ مم²118.9 متر مربع/ مم²
مجموعات معالجة الرسومات127532
معالجات متعددة البث14480603624
أنوية CUDA1843210240768046083072
وحدات رسم الخرائط النسيجية57632024014496
وحدات إخراج العرض192112804832
نوى الموتر57632024014496
أنوية RT14480603624
ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول18  ميجابايت10  ميجابايت7.5  ميجابايت4.5  ميجابايت3  ميجابايت
128  كيلوبايت لكل وحدة SM
ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني96  ميجابايت64  ميجابايت48  ميجابايت32  ميجابايت

منتجات مستوحاة من آدا لوفليس

مستهلك

سطح المكتب

  • سلسلة GeForce 40
    • GeForce RTX 4060 (AD107)
    • GeForce RTX 4060 Ti (AD106)
    • GeForce RTX 4070 (AD104)
    • GeForce RTX 4070 SUPER (AD104)
    • GeForce RTX 4070 Ti (AD104)
    • جي فورس ار تي اكس 4070 تي آي سوبر (AD103)
    • GeForce RTX 4080 (AD103)
    • GeForce RTX 4080 SUPER (AD103)
    • GeForce RTX 4090 D (AD102)
    • GeForce RTX 4090 (AD102)

متحرك

  • سلسلة GeForce 40
    • كمبيوتر محمول GeForce RTX 4050 (AD107)
    • كمبيوتر محمول GeForce RTX 4060 (AD107)
    • كمبيوتر محمول GeForce RTX 4070 (AD106)
    • كمبيوتر محمول GeForce RTX 4080 (AD104)
    • كمبيوتر محمول GeForce RTX 4090 (AD103)

احترافي

محطة عمل مكتبية

محطة عمل متنقلة

  • وحدات معالجة الرسومات الخاصة بمحطات العمل من إنفيديا (المعروفة سابقًا باسم كوادرو )
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 500 (AD107)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 1000 (AD107)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 2000 (AD107)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 3000 (AD106)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 3500 (AD104)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 4000 (AD104)
    • كمبيوتر محمول من الجيل Ada مزود ببطاقة رسومات Nvidia RTX 5000 (AD103)

مركز البيانات

المنتجات التي تستخدم قالب آدا لوفليس (لكل قالب)
يكتب107 ميلادي106 ميلادي104 ميلاديAD103AD102
سلسلة GeForce 40 (سطح المكتب)GeForce RTX 4060GeForce RTX 4060 TiGeForce RTX 4070 GeForce RTX 4070 SUPER GeForce RTX 4070 TiGeForce RTX 4070 Ti Super GeForce RTX 4080 GeForce RTX 4080 SuperGeForce RTX 4090 D GeForce RTX 4090
سلسلة GeForce 40 (للأجهزة المحمولة)GeForce RTX 4050 GeForce RTX 4060GeForce RTX 4070GeForce RTX 4080GeForce RTX 4090غير متوفر
وحدات معالجة الرسومات لمحطات العمل من إنفيديا (أجهزة سطح المكتب)جيل RTX 2000 Adaغير متوفرRTX 4000 جيل Ada، RTX 4000 SFF جيل Ada، RTX 4500 جيل Adaغير متوفرRTX 5000 جيل Ada، RTX 5880 جيل Ada، RTX 6000 جيل Ada
وحدات معالجة الرسومات لمحطات العمل من إنفيديا (للأجهزة المحمولة)RTX 500 جيل Ada، RTX 1000 جيل Ada ، RTX 2000 جيل Adaجيل RTX 3000 AdaRTX 3500 جيل Ada، RTX 4000 جيل AdaRTX 5000 Ada Generationغير متوفر
وحدات معالجة الرسومات من إنفيديا لمراكز البياناتغير متوفرNvidia L4 [ 30 ]غير متوفرNvidia L40 Nvidia L40G Nvidia L40CNX

انظر أيضاً

مراجع

  1. فروند، كارل (20 سبتمبر 2022). "إنفيديا تُطلق معالج الرسوميات لوفليس، وخدمات الحوسبة السحابية، وتُشحن معالجات الرسوميات H100، ومحرك الأقراص الجديد ثور" . فوربس . مؤرشف من الأصل في 18 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  2. مجتبى، حسن (15 سبتمبر 2022). "تأكيد معمارية الجيل التالي من معالجات الرسوميات للألعاب Ada Lovelace من إنفيديا لسلسلة GeForce RTX 40" . Wccftech . مؤرشف من الأصل في 1 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  3. «إنفيديا تُحقق قفزة نوعية في الأداء، وتُدشّن حقبة جديدة من العرض العصبي مع سلسلة GeForce RTX 40» . غرفة أخبار إنفيديا (بيان صحفي). 20 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2022 .
  4. "معالج الرسوميات الجديد Ada Lovelace RTX من إنفيديا يصل للمصممين والمبدعين" . غرفة أخبار إنفيديا . 20 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 29 مايو 2023. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  5. ماتشكوفيتش، سام (20 سبتمبر 2022). "جيل معالجات الرسوميات Ada Lovelace من إنفيديا: 1599 دولارًا لبطاقة RTX 4090، و899 دولارًا فأكثر لبطاقة 4080" . آرس تكنيكا . مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  6. 1 2 3 تشيابتا، ماركو (22 سبتمبر 2022). "نظرة عامة على بنية NVIDIA GeForce RTX 40: الكشف عن سرّ آدا الخاص" . هوت هاردوير . مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 8 أبريل 2023 .
  7. "هندسة آدا لوفليس من إنفيديا" . إنفيديا . 20 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 2 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2022 .
  8. "دليل برمجة CUDA C++" . docs.nvidia.com . مؤرشف من الأصل في 3 مايو 2021. تم الاطلاع عليه في 15 أبريل 2023 .
  9. "تحسين أداء التظليل ومعدلات الإطارات داخل اللعبة من خلال إعادة ترتيب تنفيذ التظليل" . مدونة NVIDIA التقنية . ١٣ أكتوبر ٢٠٢٢. مؤرشف من الأصل في ٢٥ مايو ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه في ٦ أبريل ٢٠٢٣ .
  10. ديلجادو، جيراردو (20 سبتمبر 2022). "الإبداع بسرعة الضوء: بطاقات رسومات GeForce RTX 40 Series تُطلق العنان لأداء يصل إلى ضعف الأداء في عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد والذكاء الاصطناعي وتصدير الفيديو للاعبين والمبدعين" . NVIDIA . مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2022 .
  11. "مجموعة أدوات تطوير برامج ترميز الفيديو من إنفيديا" . مطورو إنفيديا . 20 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 17 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  12. تشونغ نغوين (21 سبتمبر 2022). "إنفيديا تُنهي دعم تقنية NVLink في بطاقة RTX 4090" . ويندوز سنترال . مؤرشف من الأصل في 24 أبريل 2024. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2023 .
  13. btarunr (21 سبتمبر 2022). "جنسن يؤكد: تم إيقاف دعم NVLink في Ada Lovelace" . TechPowerUp . مؤرشف من الأصل في 18 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 18 نوفمبر 2022 .
  14. "معمارية معالج الرسوميات Nvidia Ada Lovelace: مصممة لتقديم أداء متميز في الألعاب والتصميم، والرسومات الاحترافية، والذكاء الاصطناعي، والحوسبة" (ملف PDF) . Nvidia . صفحة 30. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 . 
  15. "معمارية معالج الرسوميات Nvidia Ada Lovelace: مصممة لتقديم أداء متميز في الألعاب والتصميم، والرسومات الاحترافية، والذكاء الاصطناعي، والحوسبة" (ملف PDF) . Nvidia . صفحة 12. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2023 . 
  16. "معمارية معالج الرسوميات Nvidia Ada Lovelace: مصممة لتقديم أداء متميز في الألعاب والتصميم، والرسومات الاحترافية، والذكاء الاصطناعي، والحوسبة" (ملف PDF) . Nvidia . صفحة 12. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 . 
  17. جيمس، ديف (1 سبتمبر 2020). "إنفيديا تؤكد استخدام سامسونج لتقنية 8 نانومتر في تصنيع بطاقات RTX 3090 وRTX 3080 وRTX 3070" . بي سي غيمر . مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 .
  18. بوسنياك، دومينيك (1 سبتمبر 2020). "تقنية سامسونج القديمة 8 نانومتر في قلب بطاقات أمبير العملاقة من إنفيديا" . سام موبايل . مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 .
  19. "معمارية معالج الرسوميات Nvidia Ada Lovelace: مصممة لتقديم أداء متميز في الألعاب والتصميم، والرسومات الاحترافية، والذكاء الاصطناعي، والحوسبة" (ملف PDF) . Nvidia . صفحة 25. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 يوليو 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 . 
  20. ^ المثنى، براتاب؛ ميشرا، سامبورناناندا؛ باتيت ، أبهيجيت (18 يناير 2023). "تحسين جودة الفيديو والأداء باستخدام AV1 وNVIDIA Ada Lovelace Architecture" . مطور نفيديا . مؤرشفة من الأصلي في 20 مايو 2023 . تم الاسترجاع في 5 أبريل 2023 .
  21. "علم أدا من إنفيديا: كيف تُطوّر أدا علم الرسومات باستخدام DLSS 3" (ملف PDF) . إنفيديا . ص 13. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 24 مارس 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أبريل 2023 . 
  22. غاريفا، أنتوني (25 سبتمبر 2022). "سلسلة GeForce RTX 40 من الجيل التالي من NVIDIA تفتقر إلى منفذ DP2.0، أمرٌ سخيف" . TweakTown . مؤرشف من الأصل في 6 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 .
  23. جود، ويل (3 نوفمبر 2022). "شركة AMD تعلن عن بطاقتي الرسومات 7900 XTX و7900 XT بتقنية FSR 3" . يورو غيمر . مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه في 5 أبريل 2023 .
  24. «إنفيديا تؤكد مواصفات معالجات الرسوميات Ada 102/103/104، حيث يحتوي AD104 على عدد أكبر من الترانزستورات مقارنةً بـ GA102» . VideoCardz . 23 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 3 يونيو 2023. تم الاطلاع عليه في 23 سبتمبر 2022 .
  25. "مواصفات وحدة معالجة الرسومات NVIDIA AD102" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2022 .
  26. "مواصفات وحدة معالجة الرسومات NVIDIA AD103" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يوليو 2024 .
  27. "مواصفات وحدة معالجة الرسومات NVIDIA AD104" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2022 .
  28. "مواصفات وحدة معالجة الرسومات NVIDIA AD106" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2022 .
  29. "مواصفات وحدة معالجة الرسومات NVIDIA AD107" . TechPowerUp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2022 .
  30. "مواصفات NVIDIA L4" . TechPowerUp . 21 مارس 2023. تم الاطلاع عليه في 15 أبريل 2024 .