NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB

NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB
Test der NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB Grafikkarte

NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB: Warum die alte Tesla erneut das Interesse von Enthusiasten weckt

Die NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB kam 2016 als Beschleuniger für wissenschaftliche Berechnungen und Supercomputer auf den Markt. Zehn Jahre später erhalten ausgemusterte Serverkarten ein zweites Leben: Enthusiasten kaufen sie für Heimserver, Experimente mit neuronalen Netzen und CUDA-Programmen. Der Grund ist einfach: 16 GB HBM2-Speicher und eine hohe Rechenleistung sind inzwischen für wenig Geld erhältlich. Der niedrige Preis bringt jedoch einige Probleme mit sich: passive Kühlung, eine zunehmend veraltete CUDA-Unterstützung und das Fehlen von Tensor Cores.

Worin sich die P100 von der P40 und der V100 unterscheidet

Die Tesla P100 basiert auf dem 16-nm-Prozessor GP100 der Pascal-Architektur. Sie verfügt über 3584 CUDA-Kerne und ein 4096-Bit-Speicherinterface. Ihre wichtigste Besonderheit sind die leistungsfähigen FP64-Einheiten, die bei den Consumer-Grafikkarten dieser Generation praktisch nicht anzutreffen sind.

Eigenschaft Tesla P100 PCIe Tesla P40 Tesla V100 PCIe
Architektur Pascal Pascal Volta
CUDA-Kerne 3584 3840 5120
Speicher 16 GB HBM2 24 GB GDDR5 16 GB HBM2
Speicherbandbreite 732 GB/s 346 GB/s 900 GB/s
FP32 9,3 TFLOPS 12 TFLOPS 14 TFLOPS
FP64 4,7 TFLOPS ~0,375 TFLOPS 7 TFLOPS
Tensor Cores Nein Nein 640

Die P40 bietet mehr Grafikspeicher, doch die P100 übertrifft sie bei der Speicherbandbreite um mehr als das Doppelte und bei der theoretischen FP64-Leistung um etwa das 12,5-Fache.

Die V100 ist deutlich leistungsfähiger als beide Karten. Ihr Vorteil besteht nicht nur in der höheren Rechengeschwindigkeit, sondern auch in den Tensor Cores, die für maschinelles Lernen wichtige Operationen beschleunigen.

Leistung in Benchmarks

Im Geekbench-7-OpenCL-Test liegt die P100 PCIe zwischen der Tesla T4 und der GeForce RTX 3060. Die Server-V100 mit Volta-Architektur ist mehr als doppelt so schnell.

Grafikkarte Geekbench 7 OpenCL
NVIDIA Tesla V100 SXM2 16 GB 152 601
NVIDIA GeForce RTX 3060 88 251
NVIDIA Tesla P100 SXM2 16 GB 87 454
NVIDIA Tesla P100 PCIe 16 GB 71 673
NVIDIA Tesla T4 16 GB 60 483

Dabei handelt es sich um aggregierte Ergebnisse aus dem Geekbench Browser, die auf unterschiedlichen Systemen erzielt wurden. Sie eignen sich für einen allgemeinen Vergleich von GPUs, zeigen aber nicht die Geschwindigkeit wissenschaftlicher FP64-Berechnungen oder die Leistung bei der Verarbeitung von Sprachmodellen.

Die P100 PCIe liegt etwa 19 % vor der T4, bleibt aber 18 % hinter ihrer eigenen SXM2-Version zurück. Die SXM2-Variante benötigt allerdings eine spezielle Serverplattform und lässt sich nicht in einem gewöhnlichen PCIe-Steckplatz installieren.

Warum die P100 für Berechnungen weiterhin interessant ist

In wissenschaftlichen Anwendungen wird FP64 für Berechnungen eingesetzt, die eine hohe numerische Genauigkeit erfordern, etwa für die Modellierung physikalischer Prozesse, numerische Strömungsmechanik und einige ingenieurwissenschaftliche Aufgaben.

Bei Matrixoperationen mit doppelter Genauigkeit erreicht die Tesla P100 beispielsweise eine theoretische Leistung von 4,7 TFLOPS, während die P40 auf etwa 0,375 TFLOPS kommt. Der Unterschied ist enorm, auch wenn die tatsächliche Beschleunigung vom Algorithmus, dem Umfang des Datenaustauschs mit dem Speicher und der Effizienz des Programms abhängt.

Auch der HBM2-Speicher hilft bei Aufgaben, die große Datenmengen verarbeiten. Seine Speicherbandbreite von 732 GB/s ist besonders bei intensivem Lesen und Schreiben nützlich. Die ECC-Unterstützung erhöht zusätzlich die Zuverlässigkeit lang andauernder Berechnungen.

Daher sollte man die P100 nicht einfach als veraltete Grafikkarte betrachten. In kompatiblen wissenschaftlichen Anwendungen kann sie weiterhin nützliche Arbeit leisten.

Ein zweites Leben auf dem Gebrauchtmarkt

Bis 2026 hat die Tesla P100 die Aufmerksamkeit von Besitzern von Heimservern und von Bastlern auf sich gezogen, die mit günstiger Hardware experimentieren. Karten, die früher in Rechenzentren eingesetzt wurden, tauchen auf dem Gebrauchtmarkt zu Preisen auf, die in keinem Verhältnis zu ihrem ursprünglichen Wert stehen.

Im Oktober 2026 waren auf dem US-amerikanischen eBay Angebote für eine P100 PCIe 16 GB für etwa $100-160 zu finden. Einzelne Enthusiasten berichten von Käufen für $75-80. Der Preis hängt vom Zustand, vom Verkäufer und von der Region ab.

Für vergleichsweise wenig Geld erhält der Käufer 16 GB Grafikspeicher mit hoher Speicherbandbreite. Genau das spricht Menschen an, die Heimserver für Berechnungen bauen oder lokale LLMs ausprobieren möchten, ohne teure moderne Beschleuniger zu kaufen.

Die P100 ist jedoch keine gewöhnliche Grafikkarte, die man einfach in den Computer einsteckt:

  • Kühlung. Die Karte ist mit einem passiven Kühlkörper ausgestattet und für einen starken, gerichteten Luftstrom ausgelegt. In einem Heim-PC wird normalerweise ein separater Lüfter mit Luftführung benötigt.
  • Stromversorgung. Zum Einsatz kommt ein achtpoliger CPU/EPS-Anschluss. Ein gewöhnliches PCIe-8-Pin-Kabel darf nicht angeschlossen werden, ohne zuvor die Pinbelegung zu prüfen.
  • Kompatibilität. Bei einigen älteren Mainboards muss Above 4G Decoding aktiviert beziehungsweise konfiguriert werden.
  • Software. Neuere CUDA-Bibliotheken unterstützen die Pascal-Architektur nicht immer. Einige Anwendungen müssen mit älteren Abhängigkeiten selbst kompiliert werden.

Beim Kauf sollte man die Ergebnisse der nvidia-smi-Diagnose anfordern, den Speicher auf Fehler prüfen und klären, ob die Karte bereits einen längeren Belastungstest absolviert hat. Ein günstiges Exemplar mit fehlerhaftem HBM2 ist praktisch nutzlos.

Eignet sich die P100 für lokale neuronale Netze?

Die P100 kann kompatible Sprachmodelle in quantisierten Formaten ausführen. In den 16 GB Speicher passen viele Modelle der Klasse mit 7-8 Milliarden Parametern sowie einige größere Modelle, sofern ein geeigneter Quantisierungsgrad und eine passende Kontextgröße gewählt werden.

Die hohe Speicherbandbreite kann das Fehlen von Tensor Cores jedoch nicht ausgleichen. Außerdem verfügt der GP100 nicht über native BF16-Unterstützung, und Compute Capability 6.0 schränkt die Kompatibilität mit modernen ML-Bibliotheken ein.

Ab CUDA 13.0 hat NVIDIA die Unterstützung für die Kompilierung für Pascal eingestellt. Für die Entwicklung auf der P100 müssen CUDA 12.x und passende Bibliotheksversionen verwendet werden. Das bedeutet nicht, dass alle älteren Anwendungen nicht mehr funktionieren, doch die Einrichtung moderner ML-Stacks ist schwieriger geworden.

Für Experimente mit LLMs ist die P100 geeignet, insbesondere wenn die Karte bereits vorhanden ist. Wer sie jedoch speziell für Sprachmodelle kauft, sollte sie mit der P40 mit 24 GB und der V100 vergleichen. Die erste Karte ermöglicht es, größere Modelle vollständig im Speicher unterzubringen, während die zweite Tensor Cores und eine deutlich höhere Rechenleistung bietet. Mehr Speicher garantiert keine höhere Generierungsgeschwindigkeit.

Lohnt sich der Kauf einer Tesla P100 im Jahr 2026?

Bei einem Preis von etwa $100 bleibt eine funktionierende P100 PCIe 16 GB für Enthusiasten attraktiv, die bereit sind, die Kühlung selbst zu organisieren und CUDA einzurichten. Das gilt besonders, wenn ein günstiger Beschleuniger für FP64-Berechnungen benötigt wird.

Für lokale LLMs ist der Kauf weniger eindeutig. Neben der Karte selbst müssen die Kühlung, die Stromversorgung, eine Leistungsaufnahme von bis zu 250 W und der Zeitaufwand für die Einrichtung kompatibler Software berücksichtigt werden. Wenn das Hauptziel darin besteht, moderne Modelle bequem auszuführen, sind eine V100 oder neuere RTX-Karten die bessere Wahl.

Die Tesla P100 ist dank ihres niedrigen Preises keine moderne Grafikkarte geworden. Als günstiger Rechenbeschleuniger mit 16 GB HBM2 hat sie jedoch ihre Nische bewahrt. Für wissenschaftliche Berechnungen und Experimente ist sie eine interessante Hardware. Für einen universellen Heim-PC und einen problemlosen KI-Betrieb ist sie hingegen eine schlechte Wahl.

GPU-Vergleich

Tesla P100 PCIe 16 GB mit anderen GPUs vergleichen

Bitte wählen Sie GPU aus der Dropdown-Liste aus.

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Professional
Erscheinungsdatum
June 2016
Modellname
Tesla P100 PCIe 16 GB
Generation
Tesla
Basis-Takt
1190MHz
Boost-Takt
1329MHz
Bus-Schnittstelle
PCIe 3.0 x16
Transistoren
15,300 million
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.
224
Foundry
TSMC
Prozessgröße
16 nm
Architektur
Pascal

Speicherspezifikationen

Speichergröße
16GB
Speichertyp
HBM2
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.
4096bit
Speichertakt
715MHz
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.
732.2 GB/s

Anzeige und Medien

Ausgänge
No outputs

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.
127.6 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.
297.7 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.
19.05 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.
4.763 TFLOPS
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.
9.335 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.
56
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.
3584
L1-Cache
24 KB (per SM)
L2-Cache
4MB
TDP (Thermal Design Power)
250W
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
CUDA
6.0
DirectX
12 (12_1)
Stromanschlüsse
1x 8-pin
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.
96
Shader-Modell
6.4
Empfohlene PSU (Stromversorgung)
600W

Benchmarks

FP32 (float)
Punktzahl
9.335 TFLOPS
Blender
Punktzahl
1200
OctaneBench
Punktzahl
217

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS
10.555 +13.1%
10.114 +8.3%
8.832 -5.4%
8.696 -6.8%
Blender
3505 +192.1%
2039.9 +70%
343.23 -71.4%