MSI RTX 2080 Serie

AMD Radeon Instinct MI60 und MI50: 7 nm, xGMI und PCIe 4.0

reported by doelf, Donnerstag der 08.11.2018, 14:44:09 Uhr

AMD zielt mit seinen neuen Beschleunigungskarten Radeon Instinct MI60 und MI50 auf die Verarbeitung großer Datenmengen und nennt insbesondere die Einsatzgebiete Deep Learning, Cloud Computing und Rendering. Architektonisch handelt es sich weiterhin Grafikkarten, deren GPU mit Strukturgrößen von 7 nm gefertigt wird und die erstmals die vierte Generation von PCI-Express als Schnittstelle nutzen.

PCIe 4.0 + xGMI = 264 GB/s I/O-Bandbreite
PCI-Express 4.0 wurde am 8. Juni 2017 offiziell vom Industriekonsortium PCI-SIG vorgestellt und verdoppelt die theoretische Bandbreite der PCIe-Schnittstelle auf 2 GB/s und Richtung. Bei einer Anbindung über 16 Lanes, wie die neuen Beschleunigungskarten von AMD sie bieten, lassen sich demnach bis zu 64 GB/s zeitgleich bewegen - sofern beide Richtungen maximal ausgelastet sind und man die 128b/130b-Kodierung sowie die Steuerdaten des Übertragungsprotokolls vernachlässigt.

Zusätzlich zu PCIe 4.0 gibt es auch eine doppelte xGMI-Anbindung, welche AMD auch als "Infinity Fabric Link" bezeichnet. Mit xGMI ermöglicht AMD eine direkte Kommunikation zwischen den GPUs, wobei pro Anbindung Datenraten von bis zu 100 GB/s möglich sind. Dank zweier xGMI-Links kommen Radeon Instinct MI60 und MI50 auf 200 GB/s pro Karte. Rechnet man die beiden Anbindungen zusammen, wie AMD es in seiner Ankündigung tut, ergibt sich eine Gesamtbandbreite von 264 GB/s pro Karte.

Zum Vergleich: NVIDIAs NVLink schafft bis zu 25 GB/s pro Lane und Richtung, so dass eine Tesla V100 mit ihren sechs Lanes 300 GB/s erreicht. Dies markiert allerdings den aktuellen Maximalausbau, denn die übrigen Modelle schaffen deutlich weniger. In Form der neuen Turing-Modellen bietet NVIDIA NVLink auch für Endkunden als Ersatz für SLI an. Mit zwei Links kommt die GeForce RTX 2080 Ti dabei auf maximal 100 GB/s, während die GeForce RTX 2080 mit einem Link und 50 GB/s auskommen muss.

AMD Radeon Instinct MI60

Etwas mehr beim Chip, doppelt so viel beim Speicher
AMD hat die Strukturgröße halbiert: Kam auf der Radeon Instinct MI25 noch ein Vega-Chip mit 14-nm-Strukturen zum Einsatz, wird der neue Vega20 nun von TSMC mit Strukturen von lediglich 7 nm gefertigt. Genau wie die Radeon Instinct MI25 verfügt auch die Radeon Instinct MI60 über 64 Compute Units (4.096 Stream-Prozessoren), doch der maximale Chiptakt wurde von 1,5 auf 1,8 GHz angehoben (Radeon Instinct MI60). Das erscheint recht wenig, insbesondere weil der Strombedarf der Karte bei 300 Watt verbleibt. Doch AMD hat diesmal viel in den Speicher investiert.

Die Radeon Instinct MI60 besitzt 32 GiB HBM2-Speicher und bietet damit den doppelten Speicherausbau einer Radeon Instinct MI25. Wie zuvor wird der Speicher über ein 4.096 Bit breites Interface angebunden, doch AMD hat die Taktrate mehr als verdoppelt. Statt mit 473 MHz arbeiten die Speicherchips nun mit 1.000 MHz, so dass die maximale Speicherbandbreite von 484 GB/s auf 1.024 GB/s springt. Und damit übertrifft AMD sogar NVIDIAs Tesla V1000, die nur auf 900 GB/s kommt. Bleibt die Frage, wie sehr sich diese Verbesserungen auf die Leistungsfähigkeit der neuen Karten auswirken.

Der um zwanzig Prozent höhere Chiptakt spiegelt sich in der FP16-Leistung (Half Precision) wieder, die von 24,6 auf 29,5 TFLOPs gestiegen ist. Entsprechend klettert auch die FP32-Leistung (Single Precision) von 12,29 auf 14,7 TFLOPs. Einen gewaltigen Sprung kann AMD derweil für die FP64-Leistung (Double Precision) melden, die von 768 GFLOPs auf 7,4 TFLOPs geschossen ist. Damit rückt AMD der Tesla V100 auf die Pelle, deren NVLink-Variante auf 7,8 TFLOPs kommt, aber kein PCIe 4.0 beherrscht. Mit PCIe-3.0-Anbindung bringt es die Tesla V100 nur auf 7,0 TFLOPs.

Etwas weniger: Radeon Instinct MI50
Die preiswertere Radeon Instinct MI50 besitzt nur 60 Compute Units (3.840 Stream-Prozessoren) und taktet mit 1,746 GHz auch etwas langsamer. Es gibt zwar nur 16 GiB HBM2-Speicher, doch Taktrate und Bandbreite zeigen sich unverändert. Auch die Leistungsdaten - FP16: 26,8 TFLOPs; FP32: 13,4 TFLOPs; FP64: 6,7 TFLOPs - können sich sehen lassen und stellen das bisherige Flaggschiff Radeon Instinct MI25 in den Schatten. Zwei xGMI-Links und PCIe 4.0 bietet auch die kleinere Karte, deren Strombedarf AMD allerdings ebenfalls auf 300 Watt beziffert.

Verfügbarkeit und Preis
AMD will den Beschleuniger Radeon Instinct MI60 ab Ende 2018 an seine Kunden ausliefern, während man auf den Radeon Instinct MI50 noch bis zum Ende des ersten Quartals 2019 warten muss. Preise hat AMD nicht genannt, aber billig werden die neuen Karten mit Sicherheit nicht: Für eine Radeon Instinct MI25 muss man über 9.000 Euro investieren.

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