聊聊：NDIA A40 GPU：你需要知道的一切

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NDIAA40是一款适用于各种高性能计算(HPC)任务的多功能GPU。它旨在处理以下苛刻的工作负载：AI加速、数据科学、模拟、水晶标和虚拟制作。除了这几个方面，gpu算力服务器租赁在其他方面的表现也是比较良好，倍受大家的关注和研究。深圳市捷智算科技有限公司一家AI算力租赁平台，提供多样化的GPU服务器出租服务，包括NVIDIA A100、A800、H100和H800全系列高性能显卡。适合AI大模型训练GPU集群和大模型训练算力租赁，我们的解决方案支持企业快速扩展数据处理能力，优化成本效益。https://www.gogpu.cn/news/detail/219.html

A40建立在NDIAAmpere架构，增强其高效处理上述工作负载的能力，使其成为这些领域专业人士的强大工具。了解其规格、各种应用程序的性能和价格点对于确定A40是否适合您的特定HPC需求至关重要。


在本文中，我们将讨论NDIAA40的规格、它在各种HPC用例中的表现、价格等。通过全面的分析，您将获得足够的知识，做出明智的决定，将A40纳入您的工作流程。
NDIAA40规格
NDIAA40是一款专为数据中心视觉计算而的强大GPU，基于AmpereGA10x架构。其架构由图形处理集群(GPC)、纹理处理集群(TPC)、流式多处理器(SM)、光栅操作器(ROPS)和内存控制器组成。完整的A40GPU包含7个GPC、42个TPC和84个SM。
GPC是NDIAGPU架构中的主要结构单元，负责很大一部分图形和计算处理。GPC包含所有必要的图形处理元素。
每个GPC都包含一个专用的光栅引擎和多个纹理处理集群(TPC)，每个TPC都包含两个流式多处理器(SM)。每个TPC还包含一个PolyMorph引擎，用于处理高点处理任务，例如镶嵌和几何阴影，这对于从基本几何形状创建详细的水晶标图像非常重要。光栅引擎对于光栅化至关重要，光栅化是将矢量转换为像素或点以显示在屏幕上的过程，是渲染2D和水晶标图形的基础。
NDIAA40用于什么
NDIAA40是一款功能强大的数据中心GPU，专为深度学习和人工智能、科学模拟、高端渲染（例如动画、特效）和其他HPC任务等视觉计算任务而。
如前所述，SM对于执行图形渲染和常规计算任务所需的计算至关重要。A40上的SM包含以下内容：
256KB寄存器文件：此组件存储CUDA核心可立即访问的数据，从而提高处理任务期间的数据处理效率。4个纹理单元：这些单元参与处理用于渲染图像的纹理数据，这对于图形渲染处理场景中的各种表面纹理至关重要。128KB的L1共享内存：此可配置内存可用作L1缓存或SM内线程之间的共享内存，根据工作负载要求化数据共享和缓存使用。
SM包含3种不同类型的计算资源。这些是：
TensorCore：TensorCore旨在加速深度学习过程。它们通过高效执行大型矩阵运算（这是AI工作负载的常见要求），显著加了神经络训练和推理阶段的速度。
NDIAA40具有4个第代TensorCore。它引入了一种新的TensorFloat32(TF32)精度格式，可提供比上一代5倍的训练吞吐量，而需对现有模型进行任何代码修改。
它还具有对结构稀疏性的硬件支持，与上一代GPU相比，推理吞吐量增加了一倍。此外，它们还支持深度学习超级采样(DSSL)以提高图像质量，支持AI降噪以提高渲染速度，并增强了特定应用程序中的编辑功能。
可编程着色核心：这些核心主要由CUDA核心组成，是图形处理单元(GPGPU)上通用计算的基础。CUDA核心对于需要并行处理的任务（例如模拟和复杂计算）非常有效。
它具有128个CUDA核心，可将单精度浮点（FP32）运算的处理速度提高一倍，并且提高了电源效率，与上一代（图灵）相比，可为图形和模拟工作流程（如复杂的水晶标计算机辅助（CAD）和计算机辅助工程（CAE））提供显着的性能改进。
RT核心：这些核心专门用于光线追踪操作，特别是用于加速边界体积层次(BVH)遍历和场景几何的交集。由于光线追踪模拟了光线在现世界中的行为，因此A40使用了RT核心，这些核心在两项关键任务上表现出色：

边界体积层次结构(BVH)遍历：想象一下将复杂的水晶标场景分解为更简单的形状（例如盒子）。此层次结构可帮助GPU速识别光线可能与场景中的哪些区域相互作用，而需检查每个对象。场景几何的交集：一旦确定了有希望的区域（通过BVH遍历），这些核心就会精确计算光线际击中该区域内物体的位置。通过出色地完成这些任务，A40可以速确定光线如何与场景中的物体相互作用，从而在比较终渲染中产生高度逼真的灯光和阴影。
借助第二代RT核心，NDIAA40现了性能的显著飞跃，吞吐量是上一代的两倍。这意味着依赖光线追踪的工作负载（例如电影内容的逼真渲染、建筑评估和产品的虚拟原型制作）的速度将大幅提升。


此外，这些增强型RTCore可以同时运行光线追踪和着色或去噪过程，从而进一步加速渲染管道道。此外，它还可以渲染光线追踪运动模糊，以更的速度提供具有卓越视觉精度的结果。
这些功能共同增强了每个SM处理图形渲染和通用计算中的多样化和苛刻任务的能力，使得像A40这样的GPU对于各种高性能计算应用程序来说都非常有效。
此外，A40还包含ROP（光栅操作管道道）单元的新功能。ROP单元通过执行像素混合和写入内存等任务来处理像素输出。与前几代GPU不同，ROP不再与L2缓存绑定。它们现在集成在每个GPC中。
这一变化允许GPC内的数据流更加直接，从而可能减少延迟并提高吞吐量。通过增加ROP数量并比较大限度地减少扫描转换前端和光栅操作后端之间的吞吐量不匹配，重新提高了光栅操作的效率。
每个GPC包含两个ROP分区，每个分区包含8个ROP单元，这是Ampere架构的一项特定增强，有助于提高渲染任务的效率和性能。
GA102GPU拥有7个GPC，每个GPC有16个ROP单元，整个GA102GPU包含112个ROP，而上一代384位内存接口GPU中只有96个ROPS。ROP数量的增加直接转化为关键渲染技术的改进：
多重采样抗锯齿(MSAA)：借助更多ROP，GA102可以在MSAA期间处理每个像素的更多样本，从而产生更平滑的边缘并减少混叠伪影。像素填充率：增加的ROP数量意味着GPU可以以更高的速率处理和输出像素到帧缓冲区，从而增强整体渲染性能。混合性能：附加的ROP提高了混合操作的效率，这对于在渲染场景中结合纹理和效果至关重要。
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NDIAA40的其他功能包括：
48GBGDDR6内存：提供大量高带宽内存，以便在计算密集型任务中现高效的数据访问。第代NDIANVLink：支持多个A40GPU缝互连，在单个系统配置中将总内存从48GB扩展到96GB。这有利于处理海量数据集的工作负载。通过vGPU软件现虚拟化：为远程用户创建更大、更强大的虚拟工作站例，现、AI和要求苛刻的计算任务中的高性能远程工作。PCIExpressGen4接口：与PCIeGen3相比，CPU内存和A40之间的数据传输速度提高了一倍。这有利于AI、数据科学和水晶标中的数据密集型应用。更的PCIe性能还可以加速GPU直接内存访问(DMA)传输，从而改善直播工作流程的视频数据通信。A40保持与PCIExpressGen3系统的向后兼容性，以现部署灵活性。数据中心效率和安全性：A40先考虑电源效率，性能比上一代产品高出2倍。它还具有安全且可测量的启动功能，并具有硬件信任根功能，可确保系统完整性。
NDIAA40是单精度的吗
NDIAA40支持单精度和双精度浮点运算。但是，它为单精度运算提供了更高的性能和能效，非常适合主要依赖单精度计算的任务。
NDIAA40性能
鉴于NDIAA40的多功能性，我们可以比较其在不同用例下的性能，但我们将重点关注它在科学应用中的表现。
NDIAA40GPU在科学应用中的性能评估
NDIAA40GPU已在多个科学计算应用程序中进行了评估，以确定其在取代传统仅使用CPU的服务器方面的计算效率。基准测试针对与地球科学、分子动力学、物理学和其他科学领域相关的应用程序进行。
用于衡量A40GPU性能的主要指标包括：

总时间（秒）：完成给定任务所需的时间。节点替换因子(NRF)：表示有多少个仅使用CPU的节点可以被单个GPU加速节点替换的度量。
应用与性能：
1地球科学（SPECfem水晶标）：
SPECfem水晶标是一款用于模拟地震波在维空间中传播的软件包。它常用于地球物理学和地震学，用于模拟地震波如何穿过不同类型的地质结构。

A40显著缩短了地震波传播模拟的总计算时间，随着更多GPU的使用，总时间也随之减少。使用A40，仅使用CPU的节点数量从2倍到13倍不等，这说明了A40的可扩展性和效率。


2分子动力学（AMBER、GROMACS和NAMD）：
AMBER：辅助模型构建与能量细化(AMBER)是一套用于模拟分子动力学的程序，尤其适用于蛋白质和核酸等生物分子。它被生物化学和生物物理研究界用来研究生物分子的结构、动力学和能量学。对于涉及CelluloseNPT模块的AMBER模拟，A40用97ns天性能指标取代了10x仅限CPU的节点，对于8xA40GPU，该指标比较高可扩展至819ns天。


GROMACS：A40GPU显著增强了分子动力学模拟，特别是使用GROMACSADHDodec模块。性能指标表明，使用单个A40时，每天的计算速度从314纳秒提升至使用8个A40GPU时，每天的计算速度高达2,534纳秒，这证明了GPU强大的扩展能力。此外，节点替换因子(NRF)表明，一个A40GPU可以替换多达13个仅使用CPU的节点，这意味着显著节省了成本和能源。

NAMD：纳米分子动力学(NAMD)是一款专为高性能模拟大型生物分子系统而的计算机软件应用程序。在NAMD应用程序中，A40的初始性能为105ns天，使用8xA40GPU后提升至845ns天，性能提高了近8倍。


3物理学（MILC）：A40的NRF提高了5倍，表明一个A40GPU能够取代五个仅使用CPU的节点。可扩展性表现为性能的数倍提升，在使用8个A40GPU时，NRF比较高可达到27倍。


在所有应用程序中，随着更多GPU的添加，A40的性能呈线性或更好的提升。NDIAA40GPU通过针对特定功能进行硬件加速来加速科学计算软件。
在分子动力学模拟（AMBER、NAMD）中，这包括：PMEMD（粒子格埃瓦尔德求和）用于有效的静电相互作用计算。GB隐式溶剂模型，用于更地模拟溶剂对生物分子的影响。对于SPECfem水晶标，A40利用OpenCL和CUDA硬件加速器来提高性能。在格子量子色动力学（MILC）中，A40加速：交错费米子计算。Krylov求解器用于求解大型方程组。量规连杆增肥技术可提高模拟精度。
NDIAA40GPU在各种科学应用中都表现出显著的计算势。它能够扩展并用更少的GPU加速节点替换多个仅使用CPU的节点，证明了其高性能和能效。这些特性使其成为复杂科学计算的强大解决方案，为传统的基于CPU的系统提供了经济高效且性能提升的升级。
NDIAA40价格
NDIAA40GPU主要用于数据中心，但您不一定需要拥有一个才能利用其功能。捷智算等云服务提供商提供租赁选项，使A40可用于各种用例。
以下是捷智算平台针对NDIAA40GPU的定价明细。起价为：
每月57710美元每小时079美元
这使得A40成为不同应用的廉价选择。您可以现在开始使用NDIAA40GPU。联系我们了解有关价格和配置的更多信息。