معماری تورینگ انویدیا، قابلیت NVIDIA Turing Architecture در صنعت گرافیک

معماری تورینگ انویدیا، نقطه عطفی در دنیای پردازش گرافیکی و هوش مصنوعی است که با ترکیب نوآوری‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، مرزهای واقعیت مجازی و شبیه‌سازی را جابه‌جا کرده است. تورینگ به‌گونه‌ای طراحی شده که نه‌تنها پردازش گرافیکی سریع‌تر و دقیق‌تر را ممکن می‌سازد، بلکه با بهره‌گیری از قدرت هوش مصنوعی، تجربه‌ای فراتر از انتظار را در بازی‌ها، شبیه‌سازی‌ها و برنامه‌های حرفه‌ای به ارمغان می‌آورد. این معماری پلی است میان هنر و علم، جایی که نور و سایه، هوش و سرعت در هم می‌آمیزند تا دنیایی جدید از امکانات دیجیتال را برای ما رقم بزنند. 

معماری تورینگ انویدیا چیست؟

تورینگ TURING از معماری‌های انقلابی شرکت NVIDIA است که در سال 2018 معرفی شده است. TURING به‌عنوان پایه کارت‌های گرافیک سری RTX20 شناخته می‌شود؛ علاوه‌برآن، معماری تورینگ به‌عنوان اولین معماری شناخته می‌شود که از قابلیت رهگیری پرتو یا RAY TRACING برخوردار است. از ویژگی های حائز اهمیت معماری تورینگ انویدیا، ترکیب مفاهیم گرافیکی و هوش مصنوعی به‌صورت همزمان در یک تراشه است. در واقع معماری تورینگ 3 هسته اصلی از قبیل RT، TENSOR و CUDA را در کنار هم به کار گرفته است. تورینگ برگرفته از نام یک ریاضیدان و دانشمند کامپیوتر به نام “آلن تورینگ” است. 

🔶بیشتر بخوانید: کارت گرافیک انویدیا | قیمت و خرید محصولات برند NVIDIA

کاربرد NVIDIA Turing Architecture

اصلی‌ترین کاربردهای معماری TURING به بازی‌های ویدئویی، تولید محتوا، رندرینگ، هوش مصنوعی و یادگیری ماشین و همچنین کاربردهای صنعتی و مهندسی مربوط می‌شود. ازاین‌جهت NVIDIA Turing Architecture در سازمان‌ها و شرکت‌هایی به شرح زیر مورداستفاده قرار می‌گیرد:

سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H100 8-GPU	سرور گرافیکی انویدیا NVIDIA DGX H200 8-GPU
کارت گرافیکی انویدیا NVIDIA H200 Tensor Core GPU	کارت گرافیک انویدیا NVIDIA H100 80GB PCIe

مزایای فناوری Turing در پردازنده‌های گرافیکی

بیشتر بخوانید: بهترین کارت گرافیک سرور server graphic card

معایب معماری تورینگ کارت‌های گرافیک انویدیا

جزئیات تکنولوژی turing برند انویدیا

ریز معماری تورینگ در گروه معماری‌های نسل هشتم GPU انویدیا قرار می‌گیرد که از قابلیت رهگیری پرتو در تراشه برخوردار است. تورینگ با فناوری 12 نانومتری FINFET ساخته شده است و از 3 هسته اصلی در طراحی معماری آن استفاده شده است. به همین دلیل معماری TURING برای محاسبات و شبیه‌سازی موازی، افزایش توان محاسباتی، انجام محاسبات ماتریسی و… مناسب است. فناوری های مهم به کار رفته در طراحی معماری NVIDIA TURING عبارتند از: RAY TRACING، DLSS، VRS، GDDR6 و NVLINK. در رابطه با جزئیات تکنولوژی تورینگ باید به ویژگی های بهبود یافته این معماری نیز اشاره داشته باشیم. پشتیبانی از DirectX 12 Ultimate و پشتیبانی از چند نمایشگر با رزولوشن بالا از ویژگی های بهبود یافته این معماری محسوب می‌شوند. از طریق این قابلیت ها میتوان چند مانیتور 4K را به‌صورت همزمان برای محیط های کاری حرفه ای مورداستفاده قرار داد. 

کارت گرافیک Workstation	ابر کامپیوتر NVIDIA DGX SPARK
کارت گرافیک NVIDIA H100	کارت گرافیک انویدیا NVIDIA L40 و NVIDIA L40s
کارت گرافیک NVIDIA H200	کارت گرافیک انویدیا NVIDIA A100

روش‌های پیاده‌سازی  تورینگ nvidia

پیاده‌سازی تورینگ انویدیا با روش‌های مختلفی انجام می‌شود که برخی از مهم‌ترین روش‌های پیاده‌سازی این معماری مواردی به شرح زیر هستند:

شطرنجی‌سازی (Rasterization)

شطرنجی‌سازی ساده‌ترین روشی است که در معماری تورینگ برای رندرینگ مورداستفاده قرار می‌گیرد. قابلیت VRS موجب می‌شود که شطرنجی‌سازی با تمرکز روی بخش‌های مهم تصویر انجام شود. در روش شطرنجی‌سازی عملیات به‌صورت موازی و سریع انجام می‌شوند و توان پردازشی سریع با مصرف انرژی بسیار کم ارائه می‌دهند. 

ردیابی اشعه (Ray-tracing)

ردیابی اشعه از جمله روش‌های پیاده‌سازی تورینگ است که به‌صورت سخت‌افزاری و موازی انجام می‌شود. هسته‌های اختصاصی RT موظف‌اند تا برخورد پرتوهای نور با مثلث‌های هندسی صحنه را شناسایی کنند و موجب سبک‌تر شدن محاسبات پیچیده از طریق هسته CUDA شوند. در پیاده‌سازی تورینگ از طریق ردیابی اشعه، پرتوها از دوربین به صحنه تابانده می‌شوند و هسته‌های RT بازتاب و شکست نور و سایه را محاسبه می‌نمایند. ردیابی اشعه در تورینگ موجب افزایش کیفیت نورپردازی می‌شود و سرعت پردازش  را بالا می‌برد. 

🔶بیشتر بخوانید: معماری nvlink انویدیا، فناوری جدیدی از nvidia در اتصال GPUها

بازگشت ردیابی پرتو – هیبریداسیون (Hybridization)

هیبریداسیون به معنی ترکیب دو تکنیک رندرینگ مختلف برای بهینه‌سازی عملکرد و کیفیت تصویر است. در معماری تورینگ انویدیا نیز شطرنجی‌سازی و ردیابی پرتو به‌صورت ترکیبی و هم‌زمان مورداستفاده قرار می‌گیرند. اما ازآنجایی‌که ردیابی پرتو زمان بر و پیچیده است از روش هیبریداسیون استفاده می‌شود. هیبریداسیون موجب می‌شود که ردیابی پرتو و شطرنجی‌سازی به‌صورت موازی و هماهنگ اجرا شوند و نتیجه نهایی آنها با هم ترکیب شود. به‌صورت کلی بازگشت ردیابی پرتو – هیبریداسیون (Hybridization) موجب کارایی بیشتر، کیفیت بهتر و انعطاف‌پذیری می‌شود. 

هسته‌های تانسوری (Tensor cores)

هسته‌های تانسوری یا هسته‌های TENSOR به‌عنوان واحد پردازش ویژه در GPU  تورینگ شناخته می‌شوند که عملیات ماتریسی با حجم بالا را انجام می‌دهند. این هسته‌ها سرعت محاسباتی بسیار زیادی در ضرب ماتریس‌ها و عملیات یادگیری عمیق دارند. در واقع هسته‌های تانسوری برای شتاب‌دهی به محاسبات هوش مصنوعی و یادگیری عمیق در این معماری تعبیه شده‌اند. از طریق هسته‌های تانسوری، GPU می‌تواند عملیات پیچیده یادگیری عمیق را با سرعت بالا و مصرف انرژی کم انجام دهد. 

استفاده از معماری turing در هوش مصنوعی

معماری تورینگ نقش مهمی در زمینه هوش مصنوعی دارد و موجب افزایش سرعت فرایندهای هوش مصنوعی می‌شود. ازآنجایی‌که معماری تورینگ دارای هسته  TENSOR است، استفاده از آن موجب شتاب‌دهی پردازش‌های AL می‌شود و عملیات ماتریسی را با سرعت زیادی انجام می‌دهد. علاوه‌برآن DLSS یک فناوری مبتنی بر هوش مصنوعی است که توسط معماری TURING پشتیبانی می‌شود. ازاین‌جهت کیفیت تصویر بازی‌ها افزایش‌یافته و فریم ریت افت نمی‌کند. لازم به ذکر است که شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی در معماری تورینگ نقش بسیار مهمی دارند و در افزایش سرعت یا بهینه‌سازی پردازش‌ها بسیار مؤثر هستند. هسته‌های TENSOR و CUDA به همراه TENSOR RT که یک فریم‌ورک بهینه‌سازی است، از مهم‌ترین شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی در معماری TURING انویدیا محسوب می‌شوند. 

تأثیر NVIDIA Turing Architecturee در صنعت بازی و رندرینگ

TURING از مؤثرترین معماری‌های شرکت انویدیا بر روی صنعت بازی و گیمینگ است که کیفیت تصویر و سرعت اجرای بازی‌ها را به میزان قابل‌توجهی بهبود بخشیده است. معماری NVIDIA TURING موجب شبیه‌سازی واقع‌گرایانه و افزایش کیفیت گرافیکی تصویر می‌شود. در نتیجه صحنه‌های بازی طبیعی‌تر شده و جزئیات بیشتری نمایش داده می‌شوند. علاوه‌برآن، تورینگ موجب افزایش رزولوشن تصویر بازی‌ها می‌شود و از طریق آن بازی‌ها حتی روی سیستم‌های متوسط نیز باکیفیت بالایی اجرا می‌شوند. از دیگر تأثیرات حائز اهمیت NVIDIA Turing Architecturee در بازی و گیمینگ باید به بهبود عملکرد بازی‌ها با تأخیر بسیار کم اشاره داشته باشیم. 

قابلیت تورینگ روی چه محصولاتی وجود دارد؟

سؤالات متداول پیرامون NVIDIA Turing Architecture

معماری GPU turing انویدیا چیست؟

GPU TURING انویدیا نسل چهارم معماری پردازش گرافیکی شرکت انویدیا است که تحول بزرگی در فناوری گرافیک و محاسبات موازی ایجاد کرده است. GPU TURING موجب ایجاد تعادل میان کیفیت تصویر و قابلیت‌های هوش مصنوعی می‌شود. 

کاربرد هسته RT در معماری تورینگ انویدیا چیست؟

هسته‌های RT وظیفه انجام سریع عملیات ردیابی اشعه (Ray Tracing) در زمان واقعی را دارند که باعث تولید نورپردازی و سایه‌های بسیار واقع‌گرایانه در بازی‌ها و رندرینگ می‌شوند. 

مزایای تورینگ نسبت به معماری‌های نسل قبلی انویدیا چیست؟

تورینگ توانسته ردیابی اشعه سخت‌افزاری، شتاب‌دهی هوش مصنوعی، بهبود عملکرد CUDA cores و مصرف انرژی بهینه‌تر را نسبت به نسل قبل ارائه دهد. 

هدف اصلی معماری تورینگ انویدیا چیست؟

هدف اصلی معماری تورینگ انویدیا این است که ترکیبی از قدرت پردازشی بالا، کیفیت گرافیکی بسیار واقع‌گرایانه و شتاب‌دهی هوش مصنوعی را در یک پلتفرم واحد ارائه دهد. 

محصولات مبتنی بر معماری TURING انویدیا از کجا بخریم؟

کسانی که قصد خرید محصولات مبتنی بر معماری تورینگ را دارند، از طریق شرکت مکسا می‌توانند این محصولات را تهیه کنند. شرکت مکسا با نازل‌ترین قیمت ممکن این محصولات را در اختیار شما قرار می‌دهد. علاوه بر محصولات مبتنی بر معماری تورینگ، می‌توانید محصولات مبتنی بر سایر معماری‌های انویدیا را نیز از شرکت مکسا خریداری کنید. برای اطلاع از قیمت محصولات انویدیا با ما تماس بگیرید.