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Erneute Informationskrümel zur Radeon Instinct MI100 / Arcturus-GPU

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gpu-die-shotSeit inzwischen zwei Jahren keimen immer wieder Gerüchte zu einer Arcturus getauften Architektur oder GPU von AMD auf. Nun gibt es neue Informationen, die schon etwas konkreter auf das hindeuten, was uns hier erwartet. Zunächst einmal kann man inzwischen sicher davon ausgehen, dass es sich bei Arcturus nicht um eine neue µArchitektur handelt, sondern um einen Vega-Ableger, der auf das HPC-Segment ausgelegt ist. Als GFX908 sind bereits Device-IDs mit Arcturus in Zusammenhang gebracht worden und bei GFX9 handelt es sich eben um die Vega-Familie.

Das AMD einen weiteren Radeon-Instinct-Beschleuniger (oder vielleicht sogar eine komplette Serie) in Arbeit hat, wird bereits seit Monaten gemutmaßt. Die aktuellen Karten wurden im November 2018 vorgestellt. Noch mehr aber als bei den EPYC-Prozessoren tut sich AMD schwer sich Marktanteile im diesem Bereich zu sichern. Im Oktober des vergangenen Jahres kündigte AMD an, dass die Radeon Instinct MI50 die MI60 ersetzen soll.

Den neuesten Hinweisen zufolge, die offenbar aus einer aufgetauchten BIOS-Datei zur Karte stammen, arbeitet AMD an einer Radeon Instinct MI100, die über der aktuellen MI50 angesiedelt sein soll. Die Nutzung von 32 GB HBM2 sind nicht weiter überraschend, denn diesen Speichertyp in der erwähnten Kapazität setzt AMD jetzt auch schon ein. Der Prototyp bzw. das Testboard soll mit 200 W auskommen, was nich vergleichsweise wenig wäre, denn 300 W dürften sich GPGPU-Beschleuniger im HPC-Segment problemlos genehmigen. Die finale Hardware dürfte sich auch im Bereich von 300 W bewegen.

Weiterhin auslesen lässt sich eine höhere Cache-Kapazität. In der Vega-Architektur beträgt der L1-Cache 16 kB pro Compute Unit (CU). Die Vega20-GPU kommt auf insgesamt 4 MB an L2-Cache. Twitterer @KOMACHI_ENSAKA, der die BIOS-Datei analysiert hat, spricht von 1024 anstatt 512 kB eines nicht näher bezifferten Caches. Die Navi10-GPU kommt zum Beispiel auf 512 kB L1- und 4.096 kB an L2-Cache.

In der Vorstellung der Navi-GPUs mit RDNA-Architektur ein zentraler Bestandteil ist die Tatsache, dass Compute Units mit jeweils 64 Shadereinheiten zu einer Dual-CU mit dann 128 Shadereinheiten zusammengefasst werden können. Damit soll die Auslastung der GPU höher ausfallen können. Die Anpassungen für GFX908 aka Arcturus sollen ähnliches vorsehen – also auch hier Dual-CUs mit jeweils 128 Shadereinheiten.

Weiterhin wird davon ausgegangen, dass AMD die Anzahl der einzelnen CUs und damit auch der Shadereinheiten im Vergleich zur Vega20-GPU verdoppeln wird. Theoretisch sprechen wir dann von 8.192 Shadereinheiten. Für FP64- und FP32-Berechnungen bietet die Vega-Architektur bereits eine recht hohe Leistung und Effizienz. Für den doppelten Ausbau der Architektur verdoppelt sich die Rechenleistung in diesem Bereich theoretisch. Immer wichtiger wird aber auch die Rechenleistung mit niedriger Genauigkeit. INT16 oder IN8 spielen hier eine besonders wichtige Rolle. Es wird daher davon ausgegangen, dass Arcturus auch dahingehend entsprechenden Anpassungen enthält.

Radeon-Instinct-Karten im Vergleich
Modell Radeon Instinct MI60 Radeon Instinct MI50
Technische Daten
GPU Vega 20 Vega 20
Architektur Vega Vega
Fertigung 7 nm 7 nm
Shader 4.096 3.840
GPU-Takt 1.800 MHz 1.746 MHz
Speicherinterface 4.096 Bit 4.096 Bit
Speicherausbau 32 GB HBM2 16 GB HBM2
Speichertakt 1.000 MHz 1.000 MHz
Speicherbandbreite 1 TB/s 1 TB/s
Interconnect Infinity Fabric
100 GB/s
Infinity Fabric
100 GB/s
TDP 300 W 300 W
Rechenleistung
FP32 14,7 TFLOPS  13,4 TFLOPS 
FP64 7,4 TFLOPS  6,7 TFLOPS 
FP16 29,5 TFLOPS  26,8 TFLOPS 
INT8 58,9 TLOPS  53,6 TLOPS 

Aus Sicht der Fertigung ist Arcturus ebenfalls interessant. Die Vega20-GPU kommt auf 13,23 Milliarden Transistoren bei einer Chipfläche von 331 mm². Trotz kleinerer Optimierungen dürfte die Arcturus-GPU auf mehr als 25 Milliarden Transistoren bei einer Fläche von über 600 mm² kommen. Die Fertigung wird weiterhin in 7 nm stattfinden. Ein Chip mit einer Fläche von 600 mm² oder mehr wäre in 7 nm gefertigt ein Novum.

Arcturus ist kein Big Navi

Spätestens mit der Bestätigung durch AMD noch in diesem Jahr Big Navi auf den Markt zu bringen, dürfte klar sein, dass es sich bei Arcturus um keine Gaming-Architektur handelt und AMD hatte dazu offenbar auch keine Pläne. Für die HPC-Beschleuniger bei einer (abgewandelten) Vega-Architektur zu bleiben, macht durchaus Sinn. Die RDNA-Architektur ist hingegen für Spiele-Anwendungen ausgelegt, aber auch Radeon-Pro-Karten wird es auf Basis der Navi-GPUs geben. Das FP64/FP32-Verhältnis liegt bei der Navi-Architektur bei 1:16, für Vega bei 1:4.

Wie sich eine Radeon Instinct MI100 am Markt wird schlagen können, bleibt abzuwarten. Am 5. März wird AMD einen Financial Analyst Day veranstalten, auf dem weitere Details zu einer Radeon Instinct MI100 zu erwarten sind. Ebenfalls im März dürfte NVIDIA zumindest einen Ausblick auf die nächste Generation der HPC-Architektur alias Ampere geben.

Preise und Verfügbarkeit
AMD Radeon Instinct MI25
Nicht verfügbar Nicht verfügbar Ab 5.204,80 EUR


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