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NVIDIA Ampere GPU: next-gen 50% più veloce e con consumi dimezzati?

Nuovo anno, nuovi rumor! E quello riguardante NVIDIA sarà sicuramente tra i più interessanti dell’anno. Secondo il Taipei Times l’azienda di Santa Clara starebbe per lanciare Ampere, una nuova microarchitettura che succederà alla Turing. Ad essere sorprendenti sarebbero le nuove prestazioni: fino al 50% in più rispetto alla precedente, e con consumi dimezzati.

A permettere questi miglioramenti sarà tecnologia a 7 nanometri, e secondo il rumor (che per ora non è sostenuto da indizi concreti) verranno introdotte nella seconda metà del 2020, forse per il SIGGRAPH di quest’anno.

La microarchitettura Turing

Introdotta nell’Agosto 2018 al SIGGRAPH, la microarchitettura di NVIDIA è stata la prima a permettere il ray-tracing in real time nelle schede grafiche dei laptop. È stata utilizzata per la prima volta nella scheda grafica Quadro RTX con i processori Tensor Core e Ray Tracing Core, che hanno permesso l’utilizzo dell’algoritmo di geometria ottica in tempo reale.

La particolarità dell’algoritmo sta nel fatto che vengono calcolati tutti e soli i raggi luminosi che giungono all’occhio dell’osservatore, ricostruendone il percorso e il comportamento in modo veritiero. Il calcolo del comportamento dei raggi è oneroso, e nell’anno della pubblicazione dell’algoritmo (1979) non si disponeva dell’hardware necessario per supportare la simulazione.

La differenza tra le schede con microarchitettura Turing e quelle con Pascal in RTX-OPS (indicate con T), ovvero le operazioni di ray tracing effettuate al secondo. Si passa da meno di 20T a 80T. Credits: tech.everyeye.it
La differenza tra le schede con microarchitettura Turing e quelle con Pascal in RTX-OPS (indicate con T), ovvero le operazioni di ray tracing effettuate al secondo. Si passa da meno di 20T a 80T. Credits: tech.everyeye.it

NVIDIA ha raggiunto l’obiettivo due anni fa. Il calcolo di tutte le possibili interazioni dei raggi non è sostenibile per offrire una simulazione in tempo reale; il sistema utilizzato è stato quindi l’integrazione di hardware specifico per l’intelligenza artificiale. Utilizzando algoritmi di deep learning si calcolano le informazioni mancanti per ricostruire la scena che si vuole rappresentare, riducendo i tempi di renderizzazione.

Un esempio di rendering ray tracing, utilizzato in gran misura dai designer. Credits: blogs.nvidia.com
Un esempio di rendering ray tracing, utilizzato in gran misura dai designer. Credits: blogs.nvidia.com

NVIDIA RTX con Turing implementa anche la Rasterization per rappresentare al meglio i riflessi. La tecnica, più veloce e più semplice del Ray Tracing, consiste nel convertire gli oggetti 3D in pixel di un piano in 2D, rappresentando solo quelli visibili dalla prospettiva della telecamera. Questa tecnica però, contrariamente al ray tracing, non tiene in considerazione il comportamento dei raggi di luce che sono riflessi da un oggetto all’altro a seconda delle loro composizioni, o la rifrazione della luce attraverso materiali trasparenti o semi-trasparenti.

La differenza tra una renderizzazione senza ray tracing (a sx) e con ray tracing attivo (a dx). Credits: tech.everyeye.it
La differenza tra una renderizzazione senza ray tracing (a sx) e con ray tracing attivo (a dx). Credits: tech.everyeye.it

Con un rendering ibrido e due processori pensati per le nuove schede grafiche, la microarchitettura Turing ha permesso un salto di qualità significativo. E ora NVIDIA sembra apprestarsi ad una nuova rivoluzione.

Ampere-based GPU

Se il rumor fosse vero il settore del gaming potrebbe godere di un grande salto di qualità. Le soluzioni Ampere, utilizzate nelle ipotetiche RTX 3000, saranno in grado di migliorare sia il rastering tradizionale che quello “ibrido”, ovvero in unione col ray tracing.

Ciò grazie all’utilizzo di più RT core, che saranno anche più veloci e prestanti. Il miglioramento sarebbe possibile grazie all’utilizzo dei transistor a 7 nanometri prodotti da TSMC. La compagnia di Taiwan, leader nella produzione di semiconduttori, è passata dai 10nm ai 7nm garantendo il 20% in più di velocità e il 40% in meno di consumi. Un affinamento significativo, considerando che il progresso descritto dalla legge di Moore è rallentato notevolmente.

L'evoluzione dei transistor negli ultimi anni. Tra i 28 nm e i 14nm (i primi FinFET) sono passati 5 anni. Credits: everyeye.tech
L’evoluzione dei transistor negli ultimi anni. Tra i 28 nm e i 14nm (i primi FinFET) sono passati 5 anni. Credits: everyeye.tech

Le Ampere di NVIDIA potrebbero causare difficoltà al concorrente AMD, che utilizza i 7nm già dallo scorso Agosto. L’aumento del 50% delle prestazioni grafiche potrebbe però riguardare soltanto la parte del ray tracing e non le performance globali. Per quanto riguarda i consumi, una diminuzione di questi pari a metà delle precedenti implicherebbe che una GPU con un TDP (Thermal Design Power) di soli 125-150 watt riuscirebbe a superare in performance una 2080 Ti. Le nuove GPU potrebbero offrire un ray tracing in 4K e 60FPS.

Il settore del gaming potrebbe godere di molti benefici con Ampere. Anche aziende come GIGABYTE, ASUS e soprattutto MSI gioverebbero dell’eventuale leadership di NVIDIA nel mercato delle schede grafiche. La Micro-Star International è quella che ne beneficierebbe di più: produttrice di laptop con schede NVIDIA, il 60% dei suoi profitti proviene dal settore gaming.

NVIDIA Ampere. Credits: tweaktown.com
Credits: tweaktown.com

Il 2020 si prospetta quindi interessante per il settore dei videogiochi. Con AMD che lancerà Big Navi, Intel che progetta il suo ritorno con una nuova linea di schede grafiche e (forse) NVIDIA con la sua Ampere non ci sarà da annoiarsi. Seguiteci per rimanere aggiornati!

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Marina Londei
Laureata in Ingegneria e Scienze Informatiche, unisco la passione per la scrittura al mio lavoro.