jeudi 3 avril 2014

Un super ordinateur sur le bureau ? NVIDIA et AMD lancent de nouveaux GPUs et cassent la baraque

Depuis l'année dernière, des mises à jour importantes et l'apparition de nouveaux concepts chez Adobe (avec la suite Adobe CC) et chez RED (RED CINE-X), la montée en puissance de Resolve (anciennement DaVinci), et l'omniprésence du "hype" autour du 4K et du cinéma numérique, ont montré la nécessité de voir apparaitre des GPUs capables de traiter des quantités de données qui, pour satisfaire les usines de post-production, doivent être de plus en plus en quasi temps réel. L'accélération GPU, couplée avec le support de formats RAW natifs, s'avère être un facteur décisif pour l'évolution et le développement de la production vidéo. La semaine dernière donc, NVIDIA et AMD ont annoncé, chacun de leur côté, de nouvelles cartes graphiques haut de gamme, situées dans une fourchette avoisinant probablement les $3000, La GeForce GTX Titan Z bi-processeur pour NVIDIA et la FirePro W9100 pour AMD.

NVIDIA GeForce GTX Titan Z

Avec 2880 Cuda cores et 6Go de VRAM par GPU (pour un total de 5760 cores et 12 Go de VRAM pour les deux GPUs ensemble, et 8 teraflops en FP32), la Titan Z est , si l'on en croit le site AnandTech, "un passage obligé pour NVIDIA pour entrer le marché des cartes Dual-GPU, mettant ainsi le GPU le plus avancé de NVIDIA, le GK110, dans un produit de type station de travail à double GPU". A l'heure actuelle, cependant, la fréquence d'horloge et la consommation électrique de la carte restent inconnues, mais AnandTech ajoute:
"L'horloge du GPU devrait tourner autour de 700 MHz, presque 200 MHz de moins que la vitesse d'horloge de base de la GTX Titan Black (sans parler des horloges boostées). La direction "consumer" de NVIDIA a publié également les spécifications de la mémoire, précisant que celle-ci opérera, sans le moindre compromis à la même fréquence de 7 GHz que la GTX Titan Black".
Le site Tom's Hardware ajoute quand à lui ceci (en citant la vidéo publiée ici à la suite):
"Huang a comparé la nouvelle Titan Z à Google Brain, qui utilise un millier de serveurs comprenant 2000 CPUs (16000 cores), 600 kWatts et un prix évalué à 5 millions de dollars. Une solution utilisant la Titan Z pourrait se satisfaire de trois serveurs avec une accélération GPU et 12 GPUs NVIDIA au total."

La vidéo ci-dessous se trouve sur le blog NVIDIA.



AMD FirePro W9100


Bien qu'il ne s'agisse pas d'une carte dual-GPU, la FirePro W9100 fait forte impression avec ses 16 Go de VRAM et ses 2816 cores, auxquels il faut ajouter 2 teraFlops en calcul double précision et 5 teraFlops en capacité totale de calcul. C'est la post-production de haut niveau (ainsi qque la firme l'a annoncé dans son communiqué) qui devrait bénéficier tout particulièrement des caractéristiques de cette carte. On pourra lire, là encore sur le site AnandTech, ceci : "AMD table sur ses 16 Go de VRAM pour l'emporter en termes de performance [pour l'encodage vidéo 4K et le traitement d'image] en raison des possibilités de traitement offertes par une telle configuration mémoire." Ce que montre assez bien le diagramme suivant:


La feuille de route

Dans une autre annonce la semaine dernière, NVIDIA a fait connaitre une nouvelle feuille de route pour le développement de ses GPUs. Selon toute vraisemblance, l'architecture GPU qui sera lancée courant 2016, et dénommée Pascal, aura certaines caractéristiques déjà connues. Une de celles qui n'ont pas été annoncées jusque là - et peut-être aussi la plus intéressante - est sa nouvelle interface de communication dénommée NVLink. Selon AnandTech, NVIDIA "cherche à optimiser la charge représentée par les temps de calcul, afin de la répartir à travers un arrangement de plusieurs GPUs."
Et, selon toute vraisemblance, les 16 Go/s (à 8 giga-transferts par seconde ou 8 GT/s) du bus PCIe 3.0 - et même les 16 GT/s du prochain PCIe 4.0 - ne suffiront pas à Pascal pour permettre une communication correcte entre les différents composants de la famille.

Si on considère la capacité de chaque carte de développer des temps d'accès mémoire de plus de 250 Go/sec., on comprend pourquoi NVIDIA a besoin d'un pipeline aux capacités étendues. En termes de bande passante, NVLink disposera de 8 voies permettant le transfert de 20 Gb/sec. par voie, soit un total de 20 Go/sec (selon AnandTech, ceci équivaut à 20 GT/sec.). Selon certaines implémentations envisagées, on aura ainsi un ou plusieurs GPUs qui communiqueront directement avec le CPU à travers NVLink. Selon d'autres, on conservera l'interface du bus PCIe, comme le montre le diagramme ci-dessous:


Pour conclure, on pourra dire que de telles cartes graphiques ne sont évidemment pas destinées à tout un chacun, et probablement pas au cinéaste indépendant, qui n'aura pas besoin d'une telle puissance de feu, surtout au vu du prix par téraFlop. On pourra d'ailleurs remarquer, à titre de comparaison, que les cartes  AMD FirePro D500 qui équipent la version "Hexacoeur" du nouveau Mac Pro, se contentent de 3 Go de VRAM GDDR5 chacun et de 1526 cores ("processeurs de flux"). Mais on peut penser que des stations amenées à traiter les productions de logiciels tels que Flame d'Autodesk, ou Pablo Rio de Quantel, pourraient dans l'avenir avoir besoin de telles architectures.

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