NVIDIA Jetson Orin NX 8 GB

NVIDIA Jetson Orin NX 8 GB

NVIDIA Jetson Orin NX 8 GB: Hybrid für AI, Robotik und mehr

Analyse der Möglichkeiten und praktischen Anwendungen im Jahr 2025


Einführung

NVIDIA Jetson Orin NX 8 GB ist ein kompakter, aber leistungsstarker Modul, der für Entwickler von KI-Lösungen, Robotik und Edge-Computing entwickelt wurde. Seine auf Ampere basierende Architektur und die Unterstützung von CUDA ziehen jedoch auch die Aufmerksamkeit von Enthusiasten auf sich, die ihn in unkonventionellen Szenarien einsetzen möchten. In diesem Artikel werden wir untersuchen, wozu diese GPU in der Lage ist, welche Aufgaben sie bewältigen kann und für wen sie im Jahr 2025 geeignet ist.


1. Architektur und Schlüsselmerkmale

Architektur: Die Grundlage des Jetson Orin NX ist eine hybride Plattform mit GPU auf Ampere-Architektur und einem 6-Kern ARM Cortex-A78AE CPU. Der Fertigungsprozess beträgt 5 nm, was hohe Energieeffizienz gewährleistet.

Besondere Eigenschaften:

- 4. Generation Tensor Cores zur Beschleunigung von KI-Inferenz (bis zu 100 TOPS).

- Unterstützung von RTX-Technologien (Raytracing) und DLSS in begrenztem Umfang dank der Kompatibilität mit NVIDIA-APIs.

- NVIDIA JetPack SDK — Optimierung für die Arbeit mit ROS 2, Computer Vision und neuronalen Netzwerken.

Wichtig: Im Gegensatz zu Desktop-GPUs liegt hier der Fokus auf parallelen Berechnungen für KI und nicht auf Grafik.


2. Speicher: Typ, Volumen und Einfluss auf die Leistung

- Typ: LPDDR5 (anstelle von GDDR6 bei Gaming-Karten).

- Volumen: 8 GB mit einer Bandbreite von 102 GB/s.

- Eigenschaften: Die niedrige Speicherrate ist für KI-Aufgaben nützlich, aber die begrenzte Bandbreite verringert die Leistung bei Spielen und 3D-Rendern.

Zum Vergleich: Die Desktop-RTX 4060 mit GDDR6 (128 Bit, 272 GB/s) bietet das 2,5-fache der Bandbreite.


3. Leistungsfähigkeit in Spielen: Realistische Erwartungen

Jetson Orin NX wird nicht als Gaming-Karte positioniert, aber 2025 wird sie in weniger anspruchsvollen Projekten getestet:

- 1080p / Niedrig:

- CS:2 — 45–55 FPS (ohne Raytracing).

- Fortnite — 30–40 FPS (DLSS im Performance-Modus).

- Cyberpunk 2077 — 18–25 FPS (Niedrig, ohne RT).

- Raytracing: Die Aktivierung von RT verringert die FPS um 40–60%, was das Gameplay unangenehm macht.

Fazit: Das Gerät ist für Indie-Spiele oder das Streaming von Cloud-Diensten geeignet, aber nicht für AAA-Projekte.


4. Professionelle Aufgaben: Stärke in AI und Robotik

- Videobearbeitung: Beschleunigung des Renderings in DaVinci Resolve über CUDA, aber 8 GB Speicher begrenzen die Arbeit mit 4K-Material.

- 3D-Modellierung: In Blender Cycles ist das Rendern von Szenen mittlerer Komplexität 20–30% langsamer als bei der RTX 3050.

- Wissenschaftliche Berechnungen:

- Ideal für Inferenz von neuronalen Netzwerken (YOLOv8, GPT-Nano) dank Tensor Cores.

- Unterstützt CUDA und OpenCL, ist jedoch spezialisierten GPUs in CFD-Simulationsaufgaben unterlegen.

Tipp: Am besten eignet es sich für Embedded-Projekte, wie autonome Drohnen oder Systeme der Computer Vision.


5. Energieverbrauch und Wärmeabgabe

- TDP: 15–25 W (Betriebsmodi werden über JetPack konfiguriert).

- Kühlung:

- passive Kühlkörper sind für grundlegende Aufgaben geeignet.

- Für langanhaltende Belastungen (KI-Trainings) ist aktive Kühlung erforderlich (z. B. Noctua NF-A4x20 Ventilatoren).

- Gehäuse: Kompakte Lösungen mit Lüftungsschlitzen werden empfohlen (NVIDIA empfiehlt Jetson-kompatible Gehäuse von Unternehmen wie Connect Tech).


6. Vergleich mit Wettbewerbern

- NVIDIA RTX A2000 (12 GB): Desktop-GPU mit GDDR6 (384 GB/s), die im 3D-Rendering leistungsstärker ist, aber 70 W verbraucht. Preis: $600+.

- AMD Ryzen V2000: Eingebautes APU mit Radeon Vega 8. Unterliegt in AI-Leistungsfähigkeit, ist aber günstiger ($250).

- Raspberry Pi 5 AI Kit: Budgetoption für einfache Aufgaben, jedoch ohne CUDA-Unterstützung.

Ergebnis: Orin NX ist die goldene Mitte für Projekte, die AI und Mobilität benötigen.


7. Praktische Tipps

- Netzteil: 100–150 W sind ausreichend (z. B. Meanwell EPP-200).

- Kompatibilität:

- OS: Linux (Ubuntu 24.04 LTS mit JetPack 6.0).

- Plattformen: ROS 2, Docker, Kubernetes.

- Treiber: Über den NVIDIA SDK Manager aktualisieren — Drittanbieter-Versionen können die Funktionalität von KI-Bibliotheken beeinträchtigen.


8. Vor- und Nachteile

Vorteile:

- NVIDIA-Ökosystem (CUDA, TensorRT, Isaac SDK).

- Niedriger Energieverbrauch.

- Kompakt (70×45 mm).

Nachteile:

- Eingeschränkte Gaming-Leistung.

- Hoher Preis für Embedded-Lösungen ($499).

- Schwierigkeiten bei der Speicheraufrüstbarkeit.


9. Fazit: Für wen ist der Jetson Orin NX 8 GB geeignet?

Dieses Modul wurde für folgende Benutzergruppen entwickelt:

- Entwickler von AI/Robotik, die eine tragbare GPU für Prototyping benötigen.

- Enthusiasten von Edge-Computing, beispielsweise für intelligente Kameras oder Drohnen.

- Bildungsprojekte (Labore, Maschinenlernen-Kurse).

Wählen Sie nicht Orin NX, wenn Sie Spiele, 4K-Videobearbeitung oder komplexe 3D-Renderings benötigen. Sein Element sind AI, Automatisierung und Innovationen an der Grenze des Möglichen.


Preis im Jahr 2025: $499 (neue Einzelhandelsversion).

Alternative: Für Spiele und Kreativität sollten Sie die RTX 4050 Mobile oder die AMD Radeon 7600M XT in Betracht ziehen.

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Professional
Erscheinungsdatum
March 2023
Modellname
Jetson Orin NX 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
1600MHz
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.
102.4 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.
12.24 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.
24.48 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.
3.133 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.
783.4 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.
1.598 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)
20W
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
1.598 TFLOPS

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS
1.645 +2.9%
1.535 -3.9%
1.475 -7.7%