Volta é o codinome — mas não a marca registrada — de uma microarquitetura de unidade de processamento gráfico (GPU) desenvolvida pela Nvidia, sucedendo a arquitetura Pascal. Foi anunciada pela primeira vez em um roteiro (roadmap) em março de 2013, embora o primeiro produto comercial só tenha sido revelado em maio de 2017. A arquitetura foi batizada em homenagem ao físico e químico italiano dos séculos XVIII e XIX Alessandro Volta. Foi o primeiro chip da Nvidia a incorporar Tensor Cores, núcleos especializados projetados com desempenho superior em aprendizado profundo (deep learning) em comparação aos núcleos CUDA convencionais. A arquitetura é fabricada utilizando o processo FinFET de 12 nm da TSMC. A microarquitetura Ampere é a sucessora direta da Volta.
A primeira placa gráfica a utilizar a tecnologia foi a aceleradora de datacenter Nvidia Tesla V100, empregada, por exemplo, como parte do sistema Nvidia DGX-1. Também foi utilizada na Quadro GV100 e na Titan V. Não houve placas de vídeo voltadas ao mercado consumidor em massa (linha GeForce) baseadas na arquitetura Volta.
Após dois processos perante o Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos (USPTO), em 3 de julho de 2023, a Nvidia perdeu o pedido de registro da marca Volta no campo da inteligência artificial. A titularidade da marca registrada Volta permanece com a Volta Robots, empresa especializada em algoritmos de inteligência artificial e visão computacional para robôs e veículos autônomos.
Detalhes As melhorias arquitetônicas introduzidas pela arquitetura Volta incluem:
Capacidade de Computação CUDA 7.0 Execução concorrente de operações de ponto flutuante e inteiros. Processo FinFET de 12 nm da TSMC, permitindo integrar 21,1 bilhões de transistores. Memória High Bandwidth Memory 2 (HBM2). NVLink 2.0: um barramento de alta largura de banda entre a CPU e a GPU, e entre múltiplas GPUs, permitindo taxas de transferência superiores às alcançadas pelo padrão PCI Express (estimado em 25 Gbit/s por linha). (Desativado na Titan V). Tensor Cores: núcleos projetados para multiplicar duas matrizes FP16 de 4×4 e somar o resultado a uma terceira matriz FP16 ou FP32 por meio de operações de multiplicação e acumulação combinadas (fused multiply–add), gerando um resultado em FP32 que pode opcionalmente ser reduzido para FP16. Os Tensor Cores visam acelerar o treinamento de redes neurais. Os Tensor Cores da arquitetura Volta são de primeira geração, enquanto a arquitetura Ampere emprega a terceira geração. Conjunto de hardware para decodificação de vídeo PureVideo Feature Set I.
Comparação de Capacidade de Computação: GP100 vs. GV100 vs. GA100 Recursos da GPUNvidia Tesla P100Nvidia Tesla V100Nvidia A100Codinome da GPUGP100GV100GA100Arquitetura da GPUNvidia PascalNvidia VoltaNvidia AmpereCapacidade de computação6.07.08.0Threads / warp323232Máx. de warps / SM646464Máx. de threads / SM204820482048Máx. de blocos de threads / SM323232Máx. de registradores de 32 bits / SM655366553665536Máx. de registradores / bloco655366553665536Máx. de registradores / thread255255255Tamanho máx. do bloco de threads102410241024Núcleos FP32 / SM646464 Proporção de registradores SM para núcleos FP32102410241024Tamanho da memória compartilhada / SM64 KBConfigurável até 96 KBConfigurável até 164 KB
Comparação da Matriz de Suporte de Precisão Precisões suportadas nos núcleos CUDA Precisões suportadas nos Tensor Cores FP16FP32FP64INT1INT4INT8TF32BF16FP16FP32FP64INT1INT4INT8TF32BF16 Nvidia Tesla P4 Nvidia P100 Nvidia Volta Nvidia Turing Nvidia A100 Legenda: FPnn: ponto flutuante com nn bits INTn: inteiro com n bits INT1: binário TF32: TensorFloat32 BF16: formato de ponto flutuante bfloat16
Comparação de Desempenho de Decodificação Fluxos concorrentesDecodificação H.264 (1080p30)Decodificação H.265 (HEVC) (1080p30)Decodificação VP9 (1080p30)V100162222A10075157108
Produtos A arquitetura Volta também foi integrada à geração Xavier de SoCs Tegra, com foco em veículos autônomos.
Na conferência anual GPU Technology Conference da Nvidia, em 10 de maio de 2017, a empresa anunciou oficialmente a microarquitetura Volta juntamente com o acelerador Tesla V100. A GPU Volta GV100 é fabricada no processo de 12 nm, utilizando memória HBM2 com largura de banda de 900 GB/s.
A Nvidia anunciou oficialmente a Nvidia TITAN V em 7 de dezembro de 2017.
A Quadro GV100 foi anunciada oficialmente em 27 de março de 2018.
ModeloLançamentoCodinome(s)Fab(nm)Transistores(bilhões)Área do Die(mm2)Interface de BarramentoConfiguração do NúcleoQtd.SMClusters deProcessamentoGráficoTamanho doCache L2 (MiB)Velocidades de clockTaxa de preenchimento (Fillrate)MemóriaPoder de processamento (GFLOPS)TDP(Watts)Suporte aoNVLinkPreço de Lançamento(USD)NúcleosCUDATensorCoresClock base(MHz)Clock em boost(MHz)Memória(MT/s)Pixel(GP/s)Textura(GT/s)Tamanho(GiB)Largura de banda(GB/s)Tipo deBarramentoLargura doBarramento (bits)Precisão simples (boost)Precisão dupla (boost)Precisão meia (boost)MSRPNvidia Titan V7 de dezembro de 2017GV100-400-A1TSMC 12 nm21,1815PCIe 3.0 ×165120:320:966408064,5120014551700139,7465,612652,8HBM2307212288 (14899)6144 (7450)24576 (29798)250$2.999Nvidia Quadro GV10027 de março de 2018GV1005120:320:1286113216281696208,452132868,4409611592 (16671)5796 (8335)23183 (33341)rowspan="2" $8.999Nvidia Titan V CEO Edition21 de junho de 2018120014551700186,2465,6870.412288 (14899)6144 (7450)24576 (29798)N/A
Aplicações A arquitetura Volta também foi integrada aos supercomputadores Summit e Sierra, utilizados para processamento GPGPU de alto desempenho. As GPUs Volta conectam-se às CPUs POWER9 por meio do barramento NVLink 2.0, oferecendo suporte a coerência de cache e elevando o desempenho computacional geral.
Acelerador V100 e DGX V100
Ver também Lista de epônimos de microarquiteturas de GPU da Nvidia Lista de unidades de processamento gráfico da Nvidia
Referências
Categoria:Nvidia