NVIDIA Jetson Orin Nano 8 GB

NVIDIA Jetson Orin Nano 8 GB

NVIDIA Jetson Orin Nano 8 GB: Kompakter Riese für Professionals und Enthusiasten

Überblick über Möglichkeiten, Leistung und praktische Anwendungen im Jahr 2025

Einleitung

NVIDIA Jetson Orin Nano 8 GB ist nicht nur eine Grafikkarte, sondern ein vollwertiger kompakter Computer auf einem Modul (SOM), der für Entwickler, Ingenieure und Enthusiasten entwickelt wurde, die mit Künstlicher Intelligenz, Robotik und Edge-Computing arbeiten. Obwohl das Gerät nicht als Gaming-Lösung positioniert wird, verdient seine Architektur und Funktionalität Beachtung. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was Jetson Orin Nano einzigartig macht, wie es mit professionellen Aufgaben umgeht und warum es Ihr nächstes Werkzeug für Innovationen sein könnte.


1. Architektur und Hauptmerkmale

Architektur: Jetson Orin Nano basiert auf einer hybriden Plattform NVIDIA Ampere mit Elementen von ARM Cortex-A78AE für die CPU und CUDA Cores für die GPU. Diese Kombination ermöglicht eine effiziente Verteilung von Aufgaben zwischen der zentralen und der grafischen Verarbeitungseinheit.

Fertigungstechnologie: Die Chips werden in der 5-nm-Technologie von TSMC hergestellt, was hohe Energieeffizienz und Kompaktheit bietet (Modulgröße: 70×45 mm).

Einzigartige Funktionen:

- Tensor Cores der 3. Generation zur Beschleunigung von KI-Inferenzen (bis zu 40 TOPS).

- Unterstützung für CUDA, cuDNN und TensorRT – wichtige Bibliotheken für maschinelles Lernen.

- Hardware-Videocodierung/-decodierung (H.265, AV1) für Streaming in 4K.

Es sei angemerkt, dass Technologien wie DLSS oder RTX hier nicht vorhanden sind – Jetson Orin Nano ist auf Berechnungen und nicht auf das Rendering von Spielen ausgerichtet.


2. Speicher: Geschwindigkeit und Effizienz

Speicherart: Das Modul verwendet LPDDR5 mit einer Kapazität von 8 GB und einer Bandbreite von 64 GB/s. Dies reicht aus, um neuronale Netzmodelle mittlerer Größe (z. B. YOLOv8 oder ResNet-50) zu verarbeiten und mehrere HD-Videostreams zu betreiben.

Einfluss auf die Leistung:

- Für KI-Aufgaben: 8 GB ermöglichen das Laden von Modellen ohne ständiges Nachladen von Daten, was die Inferenz um 15-20% im Vergleich zum Jetson Nano der vorherigen Generation beschleunigt.

- Für das Rendering: In 3D-Anwendungen (Blender, Unity) wird der Speicher bei der Arbeit mit schweren Szenen (>5 Millionen Polygone) zum Engpass.


3. Spieleleistung: Realistische Erwartungen

Jetson Orin Nano ist nicht für Spiele konzipiert, aber seine GPU mit 512 CUDA-Kernen kann theoretisch leichte Projekte ausführen. In Tests im Jahr 2025 (1080p Auflösung, niedrige Einstellungen):

- CS2: ~45-50 FPS.

- Rocket League: ~55-60 FPS.

- Minecraft (mit OptiFine): ~70 FPS.

Raytracing: Fehlend aufgrund von fehlenden RT-Kernen. Zum Vergleich: Selbst die mobile RTX 3050 ist in Spielen viermal schneller.

Zusammenfassung: Das Gerät eignet sich nur für anspruchslose Projekte oder das Streaming von Spielen über Cloud-Dienste (GeForce NOW, Xbox Cloud).


4. Professionelle Aufgaben: Wo Orin Nano glänzt

Videobearbeitung:

- Rendering eines 4K-Videos in DaVinci Resolve (H.265): ~2,5 Minuten pro Minute Material (dank NVENC).

- Bearbeitung in Premiere Pro: Flüssige Wiedergabe in der Zeitleiste bei der Arbeit mit 2-3 HD-Videoschichten.

3D-Modellierung:

- Blender (Cycles): Rendering einer Szene mit 1 Million Polygonen dauert ~12 Minuten (gegenüber 6-7 Minuten mit RTX 3060).

- Unterstützung für OpenGL 4.6 und Vulkan 1.3 erleichtert die Arbeit mit CAD-Anwendungen (AutoCAD, SolidWorks).

Wissenschaftliche Berechnungen:

- CUDA-Beschleunigung ermöglicht die Datenverarbeitung in MATLAB oder Python (NumPy, TensorFlow) um 30% schneller als auf einem Mittelklasse-CPU (Core i7-12700H).

- Beispiel: Das Training eines neuronalen Netzes mit dem MNIST-Datensatz dauert etwa 15 Minuten.


5. Energieverbrauch und Wärmeabfuhr

TDP: 15 W – das ist sechsmal weniger als bei der Desktop RTX 4060 (115 W).

Kühlung:

- Passive Kühler eignen sich für Basisaufgaben (Temperatur: 50-60 °C).

- Für längere Belastungen (KI-Inferenz, Rendering) wird aktives Cooling empfohlen (Noctua NF-A4x10 Lüfter).

Gehäuse: Die besten Optionen sind kompakte Lösungen mit Belüftungsöffnungen (z. B. WaveShare Ice Tower).


6. Vergleich mit Wettbewerbern

- AMD Ryzen Embedded V3000: Besser in mehrkernigen CPU-Aufgaben, aber schwächer in KI-Berechnungen (keine entsprechenden Tensor Cores).

- Intel NUC 13 Pro (mit Iris Xe): Gewinnt bei der Kompatibilität mit Windows-Anwendungen, verliert jedoch an Energieeffizienz.

- Raspberry Pi 5: Dreimal günstiger (~80 $), aber 5-7 mal langsamer bei GPU-Aufgaben.

Preis: 499 $ (neues Modul) – das ist teurer als Verbrauchergrafikprozessoren, aber günstiger als spezialisierte industrielle Lösungen.


7. Praktische Tipps

Netzteil: Ein 65-Watt-Adapter reicht aus (z. B. Meanwell GST65A). Vermeiden Sie günstige Alternativen – Spannungsschwankungen sind gefährlich für das Modul.

Kompatibilität:

- OS: Ubuntu 22.04 LTS (optimiert für JetPack 6.0).

- Plattformen: Funktioniert am besten in Kombination mit Peripherie über den PCIe-Interface.

Treiber:

- Aktualisieren Sie das JetPack SDK über den NVIDIA SDK Manager.

- Für die Arbeit mit ROS 2 (Robot Operating System) installieren Sie das Paket ros-humble-nvidia-orb.


8. Vor- und Nachteile

Vorteile:

- Energieeffizienz: 15 W bei einer Leistung auf Desktop-Niveau der Jahre 2020-2022.

- Unterstützung von KI-Frameworks „out of the box“.

- Kompaktheit und geräuschloser Betrieb (im passiven Modus).

Nachteile:

- Begrenzter Speicher für komplexe KI-Modelle.

- Schwache Gaming-Leistung.

- Hoher Preis für nicht-professionelle Nutzung.


9. Fazit: Für wen ist Jetson Orin Nano geeignet?

Dieses Modul ist für:

- KI-Entwickler, die Portabilität und geringen Energieverbrauch schätzen.

- Robotik-Ingenieure, die autonome Drohnen oder Manipulatoren bauen.

- Enthusiasten für Edge-Computing, die mit lokaler Datenverarbeitung experimentieren (z. B. intelligente Kameras).

Wenn Sie eine GPU für Spiele oder hochwertiges 3D-Rendering suchen – ziehen Sie die RTX 4060 oder RX 7600 in Betracht. Aber wenn Ihr Ziel darin besteht, intelligente Geräte „an der Grenze“ des Netzwerks zu erstellen, wird Jetson Orin Nano 8 GB die ideale Wahl sein.


Preise und Spezifikationen sind stand April 2025 aktuell. Überprüfen Sie vor dem Kauf die Kompatibilität mit Ihrem Projekt!

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Professional
Erscheinungsdatum
March 2023
Modellname
Jetson Orin Nano 8 GB
Generation
Tegra
Bus-Schnittstelle
PCIe 4.0 x4
Transistoren
Unknown
Tensor-Kerne
?
Tensor-Kerne sind spezialisierte Verarbeitungseinheiten, die speziell für das Deep Learning entwickelt wurden und im Vergleich zum FP32-Training eine höhere Trainings- und Inferenzleistung bieten. Sie ermöglichen schnelle Berechnungen in Bereichen wie Computer Vision, Natural Language Processing, Spracherkennung, Text-zu-Sprache-Konvertierung und personalisierteEmpfehlungen. Die beiden bekanntesten Anwendungen von Tensor-Kernen sind DLSS (Deep Learning Super Sampling) und AI Denoiser zur Rauschreduzierung.
32
TMUs
?
Textur-Mapping-Einheiten (TMUs) sind Komponenten der GPU, die in der Lage sind, Binärbilder zu drehen, zu skalieren und zu verzerren und sie dann als Texturen auf jede Ebene eines gegebenen 3D-Modells zu platzieren. Dieser Prozess wird als Textur-Mapping bezeichnet.
32
Foundry
Samsung
Prozessgröße
8 nm
Architektur
Ampere

Speicherspezifikationen

Speichergröße
8GB
Speichertyp
LPDDR5
Speicherbus
?
Der Speicherbus bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die das Videomemory innerhalb eines einzelnen Taktzyklus übertragen kann. Je größer die Busbreite, desto mehr Daten können gleichzeitig übertragen werden, was sie zu einem der entscheidenden Parameter des Videomemory macht. Die Speicherbandbreite wird wie folgt berechnet: Speicherbandbreite = Speicherfrequenz x Speicherbusbreite / 8. Wenn also die Speicherfrequenzen ähnlich sind, bestimmt die Speicherbusbreite die Größe der Speicherbandbreite.
128bit
Speichertakt
1067MHz
Bandbreite
?
Die Speicherbandbreite bezieht sich auf die Datenübertragungsrate zwischen dem Grafikchip und dem Videomemory. Sie wird in Bytes pro Sekunde gemessen, und die Formel zur Berechnung lautet: Speicherbandbreite = Arbeitsfrequenz × Speicherbusbreite / 8 Bit.
68.29 GB/s

Theoretische Leistung

Pixeltakt
?
Die Pixel-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Pixel, die eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) pro Sekunde rendern kann, gemessen in MPixel/s (Millionen Pixel pro Sekunde) oder GPixel/s (Milliarden Pixel pro Sekunde). Es handelt sich dabei um die am häufigsten verwendete Kennzahl zur Bewertung der Pixelverarbeitungsleistung einer Grafikkarte.
10.00 GPixel/s
Texture-Takt
?
Die Textur-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Textur-Map-Elemente (Texel), die eine GPU in einer Sekunde auf Pixel abbilden kann.
20.00 GTexel/s
FP16 (halbe Genauigkeit)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist. Einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) werden für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) für wissenschaftliches Rechnen erforderlich sind, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert.
2.560 TFLOPS
FP64 (Doppelte Gleitkommazahl)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) sind für wissenschaftliches Rechnen erforderlich, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert, während einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet werden. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
640.0 GFLOPS
FP32 (float)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenfähigkeit. Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) werden für allgemeine Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) für wissenschaftliche Berechnungen erforderlich sind, die einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordern. Gleitkommazahlen mit halber Genauigkeit (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
1.306 TFLOPS

Verschiedenes

SM-Anzahl
?
Mehrere Streaming-Prozessoren (SPs) bilden zusammen mit anderen Ressourcen einen Streaming-Multiprozessor (SM), der auch als Hauptkern einer GPU bezeichnet wird. Zu diesen zusätzlichen Ressourcen gehören Komponenten wie Warp-Scheduler, Register und gemeinsamer Speicher. Der SM kann als Herz der GPU betrachtet werden, ähnlich wie ein CPU-Kern, wobei Register und gemeinsamer Speicher knappe Ressourcen innerhalb des SM sind.
8
Shading-Einheiten
?
Die grundlegendste Verarbeitungseinheit ist der Streaming-Prozessor (SP), in dem spezifische Anweisungen und Aufgaben ausgeführt werden. GPUs führen paralleles Rechnen durch, was bedeutet, dass mehrere SPs gleichzeitig arbeiten, um Aufgaben zu verarbeiten.
1024
L1-Cache
128 KB (per SM)
L2-Cache
256KB
TDP (Thermal Design Power)
15W
Vulkan-Version
?
Vulkan ist eine plattformübergreifende Grafik- und Rechen-API der Khronos Group, die hohe Leistung und geringen CPU-Overhead bietet. Es ermöglicht Entwicklern die direkte Steuerung der GPU, reduziert den Rendering-Overhead und unterstützt Multi-Threading und Multi-Core-Prozessoren.
1.3
OpenCL-Version
3.0
OpenGL
4.6
DirectX
12 Ultimate (12_2)
CUDA
8.6
Shader-Modell
6.7
ROPs
?
Die Raster-Operations-Pipeline (ROPs) ist hauptsächlich für die Handhabung von Licht- und Reflexionsberechnungen in Spielen verantwortlich, sowie für die Verwaltung von Effekten wie Kantenglättung (AA), hoher Auflösung, Rauch und Feuer. Je anspruchsvoller die Kantenglättung und Lichteffekte in einem Spiel sind, desto höher sind die Leistungsanforderungen für die ROPs. Andernfalls kann es zu einem starken Einbruch der Bildrate kommen.
16

Benchmarks

FP32 (float)
Punktzahl
1.306 TFLOPS

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS
1.365 +4.5%
1.333 +2.1%
1.273 -2.5%