Iluvatar: Chinas erste 7-nm-GPGPU kurz vor dem Start
Tianshu Zhixin alias Iluvatar hat bekanntgegeben, dass die Big Island genannte GPGPU(öffnet im neuen Fenster) zeitnah in Serie gefertigt und dann ausgeliefert werden soll (via Tom's Hardware(öffnet im neuen Fenster)). Das in China entworfene Design wird von TSMC in einem 7-nm-Verfahren produziert und weist satte 24 Milliarden Transistoren auf.
GP steht für General Purpose Computing – gemeint ist eine breite Anwendung der Rechenleistung eines Grafikprozessors. Folgerichtig bewirbt Iluvatar das Big-Island-Design auch für Cloud-Server, das Trainieren von künstlicher Intelligenz und für den wissenschaftlichen Einsatz im HPC-Segment (High Performance Computing).
Der Chip selbst liefert eine theoretische Rechenleistung von 37 Teraflops bei einfacher Genauigkeit (FP32), kann aber auch mit niedrigerer Präzision arbeiten. Bei BF16 oder FP16 gibt Iluvatar an, dass 147 Teraops erreicht werden und bei INT8 sollen es 295 Teraops sein. Die GPGPU wird mit 32 GByte HBM2-Stapelspeicher kombiniert, nutzt PCIe Gen4 x16 und ist für 300 Watt ausgelegt.
Mit diesen Performance-Werten sortiert sich Big Island zwischen AMDs Instinct MI100 und Nvidias A100 ein. Das gilt für FP32 und BF16/FP16/INT8, denn die für HPC wichtige doppelte Präzision (FP64) scheint der chinesischen 7-nm-GPGPU abzugehen. Auch stellt sich die Frage nach der Software-Unterstützung, wo Nvidia mit CUDA dominiert und AMD mit ROCm aufgeholt hat.
Für eine in China entworfene GPGPU-Architektur ist diese Performance-Angabe beeindruckend, weil keine lizenzierte IP von etwa ARM oder Imagination Technologies (PowerVR) zugrunde liegt. Da die Entwicklung von Big Island laut Iluvatar erst 2018 begonnen wurde, war die Dauer bis zur Fertigungsstellung vergleichsweise kurz.
Die GPGPU hatte im Mai 2020 ihr Tape-out, erste Chips sind im November vom Auftragsfertiger zurückgekommen und im Dezember wurde Big Island zum ersten Mal gestartet. Seitdem liefen die Tests und die Validierung, damit die GPGPU hinsichtlich Hardware und Software wie gewünscht einsatzfähig ist.
| Nvidia A100 (PCIe) | Iluvatar Big Island | Instinct MI100 | |
|---|---|---|---|
| GPU (µArch) | GA100 (Ampere) | (?) | Arcturus (CDNA1) |
| Node | 7N (TSMC) | 7 nm (TSMC) | N7P (TSMC) |
| Transistoren | 54,2 Milliarden | 24 Milliarden | (?) |
| Speicher | 40 GByte HBM2 | 32 GByte HBM2 | 32 GByte HBM2 |
| Bandbreite | 1,555 TByte/s | 1,2 TByte/s | 1,23 TByte/s |
| FP64 | 9,7 (19,5*) Teraflops | (?) | 11,5 Teraflops |
| FP32 | 19,5 Teraflops | 37 Teraflops | 23,1 (46,2***) Teraflops |
| BF16 | 312 (624**) Teraflops | 147 Teraflops | 92,3 Teraflops*** |
| FP16 | 312* (624**) Teraflops | 147 Teraflops | 184,6 Teraflops*** |
| INT8 | 624* (1.248**) Teraops | 295 Teraops | 184,6 Teraflops*** |
| TDP | 250 Watt | 300 Watt | 300 Watt |
| Interface | PCIe Gen4 | PCIe Gen4 | PCIe Gen4 |
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