基于双芯GK104架构的TeslaK10特征有所不同

本文约1900字，阅读需要3分钟（全文浏览）在GTC 2012大会上，NVIDIA CEO黄仁勋公布了新一代Tesla加速卡的细节，但这次发布的Tesla显卡被认为是双胞胎，一个是基于双核GK104架构Tesla K10，另一个是采用真正的全新架构，基于GK110内核Tesla K20。

K10和K20的特点不同，关键点也不同。

我们先来看看 K10。它的物理外观与 GTX 690 显卡没有什么不同，但 NVIDIA 公布的几个参数却很耐人寻味。单精度浮点能力为4.58TFLOPS，带宽为320GB/s。作为对比，GTX 680单精度计算能力3.09TFLOPS，192GB/s带宽，而GTX 690也有5.62TFLOPS，384GB/s带宽，上一代Fermi核心浮点计算能力是1. 58TFLOPS，带宽192GB/s。

从参数上看，K10实现了NVIDIA宣称的Fermi家族单精度浮点能力的3倍，但仅比GTX 680高出50%，带宽更是仅高出67%左右（需要支持ECC纠错，显存频率下降），明显不如GTX 690显卡。

由于架构相同，Tesla K10明显在核心和显存频率上有所妥协。因为GK104架构能效比非常高，而且HPC领域对功耗和发热不是很敏感，不知道NVIDIA为什么采用了K10。规格设置为低于 GTX 690。

现场图片并未公布K10的显存容量和TDP信息，但GeForce GRID页面上的K520显卡规格与K10相同，显存容量为8GB，TDP为250W。两者其实都是双核GK104显卡。 Tesla K10也是8GB显存，250W TDP。 （这个功耗比GTX 690的300W低，可能是规格降低的最可能的解释）

特斯拉K10现在可以发货了，但这不是重点。我个人觉得它只是一个过渡产品，扮演消防员的角色，因为GK104天生弱的双精度计算能力注定会在HPC市场。成绩斐然，英伟达之所以推GTX 690上阵，是因为GK110架构来得比预期晚。

GK110 是 NVIDIA 为高性能 GPU 计算市场开发的架构。一直有传言说它会在今年 8 月发布，但 NVIDIA 给出的日期是今年第四季度。无论是28nm产能还是芯片本身，这个一年中大部分时间的空白期，总是需要有人先顶上去。这是K10的使命。

特斯拉 K20 和 GK110 架构

NVIDIA对K20的描述是“3倍双精度浮点性能”，并支持Hyper-Q、Dynamic Parallelism等多种并行计算技术，这些技术在现有的GK104架构中是不具备的。

NVIDIA的PDF文档介绍了GK110 SMX架构，也是192个CUDA核心

必须承认，之前泄露的GK110架构信息是错误的。 GK110的SMX架构其实和GK104是一样的，192个CUDA核心，32组SFU单元，32个LD/ST单元。

GK110架构图

除了其他功能单元，GK110核心共有15组SMX单元和2880个CUDA核心，但Heise声称并非所有单元都启用。实际上，SMX 单元可能只有 13-14 套。实际的CUDA核心是2496或2688。

显存位宽为384bit，已经得到黄仁勋和NVIDIA CTO的确认。由于CUDA核数比之前的报道少了，显存位宽自然减少到384bit。如果GK104的6Gbps显存速率保持不变，那么GK110的带宽将达到288GB/s，最终超过AMD GCN架构的260GB/s Up。

NVIDIA 给出的 3 倍双精度浮点性能与 GF110 显卡或具有 GF110 内核的 Tesla 加速卡进行比较。 GF110的单精度浮点能力是1.58TFLOPS，显卡中的双精度是单精度的1/4，也就是0.4TFLOPS，但是GF110的双精度能力核心Tesla卡可以达到单精度1/2，约为0.8TFLOPS。

这样，如果基于显卡，GK110的双精度浮点性能大约是1.2TFLOPS以上，如果是Tesla卡的3倍，则是2.4TFLOPS或者更多，既然后者已经超过了之前传闻的2TFLOPS能力，那么GK110的双精度浮点能力应该是1.2TFLOPS或者更高。

特斯拉K20配备6pin+8pin供电接口

核心面积和TDP未知，但K20配备6pin和8pin电源接口，最大TDP不会超过300W。晶体管的数量也是70亿，准确的说是71亿。

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