NVIDIA Drive Xavier: největší a nejkomplexnější SoC současnosti
Nejprve si řekněme, k čemu jsou tyto čipy vlastně určeny. Série „počítačů" Drive PX od společnosti NVIDIA je zaměřena na autonomní vozidla a poskytování asistenčních služeb za pomoci hlubokého učení. V roce 2015 na CES uvedla NVIDIA systém Drive CX s čipem Tegra X1 mikroarchitektury Maxwell.
Zároveň ale také přišla s Drive PX, který nese tyto SoC čipy dva. Společnost tak vstoupila s Tegrou na automobilový a AI trh. Právě Drive PX byl zaměřen na autonomní vozidla, čehož se tehdy ujmula Toyota. O rok později pak přišel Drive PX 2 postaven na SoC Tegra X2 (Parker) mikroarchitektury Pascal.
Na podzim roku 2016 pak NVIDIA poprvé oznámila SoC Xavier. Ten měl být vyráběn 16nm FinFET procesem, nést 7 miliard tranzistorů a být postaven na architektuře Volta. Společnost ale na vývoji zamakala a posunula Xavier ještě dál. S uvedením Volty postavené na 12nm výrobním procesu využila NVIDIA některá designová vylepšení a přenesla je i na SoC Xavier. Ten je tak ve výsledku postaven na 12nm TSMC procesu a nese celkem 9 miliard tranzistorů na celkové ploše 350 mm2.
NVIDIA Drive CX | NVIDIA Drive PX 2 | NVIDIA Drive Xavier | |
Jméno SoC | Tegra X1 | Tegra X2 (Parker) | Tegra Xavier |
Výrobní technologie | 20nm | 16nm | 12nm |
CPU | 8-Core CPU 4x Cortex A57 4x Cortex A53 | 6-Core CPU 4x Cortex A57 2x Denver | 8-Core CPU Carmel ARM64 8-Core CPU |
GPU architektura | Maxwell | Pascal | Volta |
DLTOPs | N/A | 20 TOPs | 30 TOPs |
Systémová paměť | LPDDR4 | 8 GB LPDDR4 (50+ GB/s) | LPDDR4 |
Grafická paměť | N/A | 4 GB GDDR5 (80+ GB/s) | N/A |
TDP | 20W | 10W | 30W |
SoC Xavier bude obsahovat společností navržený 8-mi jádrový procesor Carmel AMR64. Ten nabídne funkce pro zabezpečení, paralelní výpočty, paritu a ECC dostupné přímo na CPU. Na čipu najdeme také Volta GPU s 512 CUDA jádry, a s podporou FP32, FP16 a INT8 výpočtů. Čip nabídne výkon 1,3 TFLOPS v FP32 a celkově až 30 TOPS (Trillion (deep learning) Operations Per Second) díky jádrům Tensor, které jsou součástí Volty. To vše při TDP pouhých 30W.
ISP nabídne plný rozsah HDR, tile based rendering a zpracování až 1,5 Gpix/s. O výkon se pak kromě GPU, která zvládne 20 TOPS INT8 a 1,3 TFLOPS v FP32, postará také akcelerátor DLA s 10 TOPS INT8 a 5 TFLOPS v FP16. Přítomný video procesor zvládne 1,2 Gpix/s encode a 1,8 Gpix/s decode.
(NVIDIA Drive PX Xavier)
Podle slov NVIDIE jde o nejkomplexnější SoC, jaký byl kdy vyroben. Na vývoji se podílelo více jak 2 000 inženýrů společnosti NVIDIA v posledních čtyřech letech a vývoj spolkl více než 2 miliardy dolarů. SoC Xavier by měl být při svém výkonu a TDP 30W až 15x energeticky účinnější než předchozí SoC na architektuře Pascal. TDP je o něco vyšší proti předchůdci, nicméně výkon je také o dost vyšší.
Tolik k samotnému čipu, tedy Drive PX Xavier systému (o jednom Xavier SoC), který může sám nahradit dnes používané Drive PX 2 (2x Parker). Především bude tento systém nasazen pro AutoCruise. Pro AutoChauffeur, tedy platforma pro plně autonomní vozidlo, pak bude určen Drive PX Pegasus. Ten je postaven na podobném principu jako Drive PX 2, tedy ponese dva SoC Xavier a dvě dedikované GPU nové generace, nejspíš také na architektuře Volta.
Drive PX | Drive PX 2 | Drive PX Pegasus | |
SoC | 2x Tegra X1 | 2x Tegra X2 (Parker) | 2x Tegra Xavier |
CPU Cores | 8x Cortex A57 8x Cortex A53 | 8x Cortex A57 4x NVIDIA Denver | 16x NVIDIA Custom Carmel ARM64 |
GPU Cores | 4x SMM Maxwell | 2x Pascal iGPU 2x GP104 MXM | 2x Volta iGPU 2x zatím neupřesněné (Volta) |
DLTOPS | N/A | N/A | 320 TOPS |
TFLOPS | N/A | 20 TFLOPs FP16 | 10 TFLOPs FP16 2,6 TFLOPs FP32 |
TDP | N/A | 250W | 500W |
V tabulce jsou srovnány platformy s více čipy. Nicméně proti Drive PX a Drive PX 2 může být z hlediska výkonu postaven samotný Drive PX Xavier.
(NVIDIA Drive PX Pegasus)
NVIDIA oznámila spolupráci se společností Volkswagen na plně autonomním vozidle VW Buzz. Jensena Huanga, ředitele NVIDIE, tak na jevišti doplnil také ředitel Volkswagenu, Herbert Diess a společně mluvili o tom, jak velký má umělá inteligence a hluboké učení smysl pro automobilový průmysl. Uvidíme, jaké tato spolupráce přinese nakonec ovoce.
Platforma Drive PX Pegasus má velký potenciál pro oblast autonomních vozidel, o tom není pochyb. A není také pochyb o tom, že samotný SoC Xavier je velmi zajímavým čipem nabízejícím velmi slušný výkon. Víme ale, že zatím se vždy našly nějaké mouchy u plně autonomních vozidel. Budoucnost se ale nezadržitelně blíží a jednou tu jistě budeme řídit auta... tedy vlastně v nich jen sedět na cestě do práce...