튜링 (마이크로아키텍처)
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1. 개요
튜링은 엔비디아가 개발한 마이크로아키텍처로, 제한적인 실시간 광선 추적을 구현하기 위해 여러 종류의 특수 프로세서를 결합한 것이 특징이다. 튜링은 쿠다 코어, 레이 트레이싱 코어, 텐서 코어, GDDR6/HBM2 메모리 컨트롤러 등을 갖추고 있으며, 래스터화, 레이 트레이싱, 텐서 코어 기술을 통해 그래픽 성능을 향상시킨다. 튜링 아키텍처는 다양한 다이(Die)를 사용하며, 지포스, 쿼드로, 테슬라 등 여러 제품군에 적용되었다.
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튜링 (마이크로아키텍처) | |
---|---|
튜링 (마이크로아키텍처) | |
![]() | |
개요 | |
출시일 | 2018년 9월 20일 |
단종 | 알 수 없음 |
설계 회사 | 엔비디아 |
제조사 | TSMC |
공정 | TSMC 12FFC |
코드명 | TU10x, TU11x |
제품 | |
데스크톱 | 지포스 GTX 16 시리즈, 지포스 RTX 20 시리즈 |
HEDT | 쿼드로 RTX |
서버 | 테슬라 T4 |
API 지원 | |
DirectX 버전 | DirectX 12 Ultimate (Feature Level 12_2) |
Direct3D 버전 | Direct3D 12.0 |
셰이더 모델 버전 | Shader Model 6.7 |
OpenCL 버전 | OpenCL 3.0 |
OpenGL 버전 | OpenGL 4.6 |
OpenGL ES 버전 | 알 수 없음 |
CUDA 버전 | 컴퓨트 기능 7.5 |
OptiX 버전 | 알 수 없음 |
Mantle API | 알 수 없음 |
Vulkan API | Vulkan 1.3 |
DirectCompute 버전 | 알 수 없음 |
성능 | |
컴퓨트 | 28.5 TFLOPS (FP16), 14.2 TFLOPS (FP32) |
가장 느린 속도 | 알 수 없음 |
가장 빠른 속도 | 알 수 없음 |
셰이더 클럭 | 알 수 없음 |
L0 캐시 | 알 수 없음 |
L1 캐시 | 96KB (SM 당) |
L2 캐시 | 2MB ~ 6MB |
L3 캐시 | 알 수 없음 |
메모리 지원 | GDDR6, HBM2 |
메모리 클럭 | 알 수 없음 |
PCIe 지원 | PCIe 3.0 |
인코딩/디코딩 | |
인코딩 코덱 | H.264, H.265 |
디코딩 코덱 | H.264, H.265 |
색상 심도 | 8비트, 10비트 |
인코더 | NVENC |
디스플레이 출력 | DisplayPort 1.4a, HDMI 2.0b, USB-C |
이전/이후 세대 | |
이전 세대 | 파스칼 |
변종 | 볼타 (데이터센터/HPC) |
다음 세대 | 암페어 |
2. 상세 사항
튜링 마이크로아키텍처는 여러 종류의 특수 프로세서 멀티 코어를 결합하여 제한적인 실시간 레이 트레이싱을 구현한다.[23] 이는 쿼드트리 및 구형 계층을 처리하고 개별 삼각형과의 충돌 테스트를 가속화하도록 설계된 새로운 RT 코어를 사용함으로써 가속된다.[4]
2. 1. 튜링의 특징
튜링은 여러 종류의 특수 멀티 코어 프로세서를 결합하여 제한된 실시간 레이 트레이싱을 구현할 수 있다.[23] 이는 사분면 및 구형 계층구조를 처리하고 개별 삼각형과의 충돌시험 속도를 높이기 위해 설계된 새로운 RT(레이 트레이싱) 코어를 사용함으로써 가속화된다.[4]튜링의 특징은 다음과 같다:
- CUDA 코어
- 컴퓨트 기능 7.5
- 기존 래스터화 셰이더 및 컴퓨트
- 정수 및 부동소수점 연산의 동시 실행 (볼타에서 상속)
- 레이 트레이싱(RT) 코어
- 경계 부피 계층 구조 가속[24][5]
- 그림자, 앰비언트 오클루전, 조명, 반사
- 텐서(AI) 코어
- 인공 지능
- 큰 행렬 연산
- 딥 러닝 슈퍼 샘플링 (DLSS)
- GDDR6/HBM2 지원 메모리 컨트롤러
- 디스플레이포트 1.4a (DSC) 1.2
- 퓨어비디오 기능 세트 J 하드웨어 비디오 디코딩
- GPU 부스트 4
- 여러 카드의 메모리를 풀링하는 VRAM 스태킹을 갖춘 NVLink 브리지
- VirtualLink VR
- NVENC 하드웨어 인코딩
GDDR6 메모리는 쿼드로 RTX 시리즈용으로 삼성전자(Samsung Electronics)에서 생산한다.[25][6] RTX 20 시리즈는 2018년 11월까지 삼성 칩으로 전환되기 전에는 처음에는 마이크론 테크놀로지(Micron Technology) 메모리 칩으로 출시되었다.[26][7]



2. 2. 래스터화
엔비디아는 기존 타이틀의 래스터화(CUDA) 성능이 이전 세대보다 약 30~50% 향상되었다고 보고했다.[27][28]2. 3. 레이 트레이싱
RT 코어는 큐브 맵 및 깊이 맵과 같은 기존의 래스터 기술을 대체하여 반사, 굴절 및 그림자를 생성하는 데 사용될 수 있다. 그러나 래스터화를 완전히 대체하는 대신, 레이 트레이싱에서 수집된 정보는 특히 카메라 밖의 장면에 관해 훨씬 더 사실적인 정보를 사용하여 셰이딩을 보강하는 데 사용될 수 있다. 엔비디아는 레이 트레이싱 성능이 이전 소비자 아키텍처인 파스칼에 비해 약 8배 증가했다고 밝혔다.[1]2. 4. 텐서 코어
텐서 코어는 부분적으로 렌더링된 이미지의 빈 부분을 채우는 디노이징 기법을 통해 최종 이미지 생성을 가속화한다.[27] 텐서 코어는 슈퍼컴퓨터에서 딥 러닝 결과를 수행하여 이미지 해상도를 높이는 등의 작업을 수행한다.[8] 이러한 방법은 드라이버 업데이트를 통해 소비자에게 전달된다.[8] 슈퍼컴퓨터 자체도 많은 수의 텐서 코어를 사용한다.3. 개발
튜링의 개발 플랫폼은 RTX로 불린다. RTX 레이 트레이싱 기능은 마이크로소프트의 DXR, OptiX, Vulkan 확장을 사용하여 접근할 수 있다.[29] NGX를 통한 AI 가속 기능도 포함한다. 메쉬 셰이더(Mesh Shader) 및 셰이딩 속도 이미지 기능은 Windows 및 Linux 플랫폼에서 DirectX 12, Vulkan 및 OpenGL 확장을 사용하여 접근할 수 있다.[30]
Windows 10 2018년 10월 업데이트는 DirectX 레이 트레이싱의 정식 출시를 포함한다.[31][32]
4. 튜링 다이(Die)
TU102, TU104, TU106, TU116, TU117 등 다양한 튜링 다이가 존재한다. 각 다이는 크기, 트랜지스터 수, 트랜지스터 밀도, 그래픽 처리 클러스터, 스트리밍 멀티프로세서, CUDA 코어, 텍스처 매핑 유닛, 렌더 출력 유닛, 텐서 코어, RT 코어, L1/L2 캐시 등에서 차이를 보인다.[10][11][12][13][14]
다이 | TU102 | TU104 | TU106 | TU116 | TU117 |
---|---|---|---|---|---|
다이 크기 | 754mm2 | 545mm2 | 445mm2 | 284mm2 | 200mm2 |
트랜지스터 | 186억 | 136억 | 108억 | 66억 | 47억 |
트랜지스터 밀도 | 24.7 MTr/mm2 | 25.0 MTr/mm2 | 24.3 MTr/mm2 | 23.2 MTr/mm2 | 23.5 MTr/mm2 |
그래픽 처리 클러스터 | 6 | 6 | 3 | 3 | 2 |
스트리밍 멀티프로세서 | 72 | 48 | 36 | 24 | 16 |
CUDA 코어 | 4608 | 3072 | 2304 | 1536 | 1024 |
텍스처 매핑 유닛 | 288 | 192 | 144 | 96 | 64 |
렌더 출력 유닛 | 96 | 64 | 64 | 48 | 32 |
텐서 코어 | 576 | 384 | 288 | — | — |
RT 코어 | 72 | 48 | 36 | — | — |
L1 캐시 | 6.75 MB | 4.5 MB | 3.375 MB | 2.25 MB | 1.5 MB |
SM당 96 KB | |||||
L2 캐시 | 6 MB | 4 MB | 4 MB | 1.5 MB | 1 MB |
5. 튜링 코어를 사용하는 제품들
제품군 | 제품명 |
---|---|
지포스 16 시리즈 | 지포스 GTX 1630 |
지포스 GTX 1650 | |
지포스 GTX 1650 (모바일) | |
지포스 GTX 1650 맥스큐 (모바일) | |
지포스 GTX 1650 (GDDR6) | |
지포스 GTX 1650 슈퍼 | |
지포스 GTX 1650 Ti (모바일) | |
지포스 GTX 1660 | |
지포스 GTX 1660 (모바일) | |
지포스 GTX 1660 슈퍼 | |
지포스 GTX 1660 Ti | |
지포스 GTX 1660 Ti (모바일) / Max-Q | |
지포스 20 시리즈 | 지포스 RTX 2060 |
GeForce RTX 2060 (모바일) / Max-Q | |
지포스 RTX 2060 슈퍼 | |
지포스 RTX 2060 슈퍼 (모바일) | |
지포스 RTX 2070 | |
GeForce RTX 2070 (모바일) / Max-Q / Max-Q Refresh | |
지포스 RTX 2070 슈퍼 | |
지포스 RTX 2070 슈퍼 (모바일) / Max-Q | |
지포스 RTX 2080 | |
GeForce RTX 2080 (모바일) / Max-Q | |
지포스 RTX 2080 슈퍼 | |
지포스 RTX 2080 슈퍼 (모바일) / Max-Q | |
지포스 RTX 2080 Ti | |
Titan RTX | |
Nvidia 쿼드로 | 쿼드로 RTX 3000 (모바일) |
쿼드로 RTX 4000 / (노트북) | |
쿼드로 RTX 5000 / (노트북) | |
쿼드로 RTX 6000 / (노트북) | |
쿼드로 RTX 8000 | |
쿼드로 T1000 / (노트북) / 8GB | |
쿼드로 T2000 (노트북) | |
T400 / 4GB | |
T500 (노트북) | |
T600 / (노트북) | |
T1200 (노트북) | |
Nvidia 테슬라 | 테슬라 T4 |
테슬라 T10 | |
테슬라 T40 | |
GeForce MX 시리즈 | GeForce MX450 노트북 |
GeForce MX550 노트북 |
참조
[1]
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Nvidia Turing GPU Architecture: Graphics Reinvented
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2019-06-28
[2]
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NVIDIA Reveals Next-Gen Turing GPU Architecture: NVIDIA Doubles-Down on Ray Tracing, GDDR6, & More
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2023-04-09
[3]
뉴스
NVIDIA Announces the GeForce RTX 20 Series: RTX 2080 Ti & 2080 on Sept. 20th, RTX 2070 in October
https://www.anandtec[...]
2023-04-09
[4]
뉴스
Nvidia announces RTX 2000 GPU series with '6 times more performance' and ray-tracing
https://www.theverge[...]
2018-08-20
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The NVIDIA Turing GPU Architecture Deep Dive: Prelude to GeForce RTX
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Samsung GDDR6 Memory Powers NVIDIA's Turing GPU Based Quadro RTX Cards
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Faulty RTX 2080 Ti: Nvidia switches from Micron to Samsung for GDDR6 memory
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"#BeForTheGame"
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