NVIDIA Tesla V100 SXM3 32 GB

NVIDIA Tesla V100 SXM3 32 GB
NVIDIA Tesla V100 SXM3 32 GB 그래픽 카드 리뷰

Tesla V100 SXM3 32GB: SXM2보다 강력하지만 사용하기는 훨씬 더 어렵다

Tesla V100 SXM3 32GB는 슈퍼컴퓨터 DGX-2와 HGX-2 플랫폼 서버를 위한 NVIDIA의 연산 모듈이다. NVIDIA는 2018년 3월 DGX-2를 발표했다. 이 시스템은 NVSwitch를 통해 연결된 Volta 아키텍처 기반 가속기 16개를 바탕으로 했다. 기존 V100 SXM2와 비교해 새 버전은 더 높은 클록, 더 높은 메모리 대역폭, 350W의 전력 제한이 특징이었다.

SXM3는 사양 면에서 SXM2를 앞서지만, 직접 조립하는 용도로는 훨씬 적합하지 않다. 이 모듈은 전용 커넥터를 사용하고 호환되는 전원 공급 및 냉각 시스템이 필요하며, 서버 플랫폼 밖에서의 작동은 사실상 검증되지 않았다. SXM3를 일반 컴퓨터에 연결할 수 있다고 해도, 소폭의 성능 향상이 비용을 정당화하기는 어려울 가능성이 높다.

제품군 내 위치

모델 메모리 대역폭 부스트 클록 전력
Tesla V100 PCIe 32GB 32GB HBM2 900GB/s 1380MHz 250W
Tesla V100 SXM2 32GB 32GB HBM2 900GB/s 1530MHz 300W
Tesla V100 SXM3 32GB 32GB HBM2 981GB/s 1597MHz 350W
Tesla V100 SXM3 32GB H 32GB HBM2 1134GB/s 1702MHz 450W

네 버전 모두 5120개의 CUDA 코어와 640개의 텐서 코어를 갖춘 동일한 GV100 다이를 사용한다. 차이는 클록, 전력 설정, 연결 방식에 있다.

일반적인 SXM3는 FP32에서 약 16.4TFLOPS, FP64에서 8.2TFLOPS에 이른다. 메모리 대역폭은 SXM2보다 9% 높고 GPU 클록은 약 4% 상승했다. 이러한 차이 덕분에 SXM3는 연산 작업과 메모리 속도에 의해 제한되는 작업에서 우위를 보이지만, 실제 성능 향상 폭은 부하에 따라 달라진다.

NVIDIA는 DGX-2H를 위해 더 강력한 SXM3-H 개량형을 준비했다. 전력 제한은 450W로 늘었고 메모리 대역폭은 1134GB/s에 이른다. SXM 방식으로 제작된 V100 가운데 가장 성능이 높은 버전이다.

DGX-2와 NVSwitch

DGX-2의 핵심적인 신기술은 GPU 클록 향상이 아니라 GPU를 연결하는 방식이었다.

DGX-1에서는 SXM2 가속기 8개가 NVLink를 통해 직접 연결됐다. 이 토폴로지는 개별 GPU 쌍 사이의 데이터 교환을 제한했다. 반면 DGX-2에서는 SXM3 모듈 16개를 12개의 NVSwitch에 연결해 모든 가속기 사이에 고속 통신이 가능하도록 했다.

시스템의 HBM2 메모리 총용량은 512GB였다. 각 GPU는 다른 GPU의 메모리에 접근할 수 있었지만, 그렇다고 16개의 가속기가 하나의 GPU처럼 단일 로컬 버퍼를 공유하게 된 것은 아니었다. 원격 메모리 접근 지연 시간은 여전히 더 높았으며, 애플리케이션에는 분산 컴퓨팅 지원이 필요했다.

시스템의 두 절반 사이를 연결하는 인터커넥트 대역폭은 2.4TB/s에 달했다. 대규모 신경망 학습에서는 개별 모듈의 소폭 클록 향상보다 이 요소가 더 중요했다.

DGX-2는 텐서 코어에서 약 2PFLOPS를 제공했고, 최대 10kW를 소비했으며, 출시 당시 가격은 $399 000였다. NVIDIA는 NVSwitch 기반 아키텍처를 이후 세대의 DGX 제품에서도 계속 발전시켰으며, 여기에는 DGX A100도 포함된다.

최신 작업에서의 성능

최신 언어 모델에서 V100 SXM3를 독립적으로 테스트한 자료는 사실상 없다. 이용 가능한 결과 대부분은 SXM2와 PCIe에서 얻은 것이므로, 텍스트 생성에서 SXM3가 어느 정도 우위에 있는지는 아직 정확히 판단할 수 없다.

참고로 Tesla V100 SXM2 32GB는 llama.cpp를 사용해 Qwen3.6-27B를 Q4_K_M 형식으로 생성할 때 약 32토큰/s를 기록한다. 이는 여러 GPU로 구성된 시스템이 아니라 단일 그래픽 카드에서 얻은 결과다.

SXM3는 메모리 대역폭이 9% 더 높으므로 이론적으로는 생성 작업에서 더 빠를 수 있다. 그러나 이 비율을 토큰 출력 속도에 그대로 적용하는 것은 옳지 않다. 결과에는 양자화 방식, 컨텍스트 크기, 소프트웨어 엔진, 모델의 특성이 영향을 미친다.

FP32 및 FP64 작업에서도 더 높은 클록이 이점을 제공한다. 하지만 Volta 아키텍처는 지원되는 연산 형식의 종류에서 최신 가속기에 뒤처진다.

주요 소프트웨어 제약은 다음과 같다.

  • CUDA: 연산 아키텍처 sm_70은 CUDA 12.9까지 지원된다. CUDA 13부터는 Volta용 새 GPU 커널을 컴파일할 수 없다.
  • 드라이버: R580은 Volta를 지원하는 NVIDIA의 마지막 브랜치다.
  • BF16: 하드웨어 지원이 없어 최신 신경망 학습 도구와의 호환성이 제한된다.
  • FlashAttention 2: 공식 구현은 Volta를 지원하지 않는다. 다른 어텐션 메커니즘을 사용해야 한다.

V100은 여전히 로컬 LLM을 실행할 수 있지만, 새로운 모델과 라이브러리를 구동하려면 경우에 따라 별도의 빌드가 필요하다.

SXM3를 일반 컴퓨터에서 사용할 수 있는가

PCIe 카드와 달리 SXM3 모듈은 메인보드 슬롯에 직접 장착할 수 없다. 해당 모듈은 전용 커넥터와 전원 공급 및 냉각 시스템을 갖춘 특수 서버 메인보드를 전제로 한다.

중고 시장에는 약 $200-300에 판매되는 SXM3 - PCIe 어댑터가 올라오기도 한다. 그러나 일부 제품에는 SXM2에 해당하는 부품 번호가 기재되어 있다. 실제 SXM3 모듈이 이러한 어댑터에서 안정적으로 작동한다는 독립적인 확인 자료는 충분하지 않다.

구매하기 전에 다음 사항을 확인해야 한다.

  • 메인보드가 SXM2가 아닌 SXM3를 지원하는가.
  • 전원 공급 시스템이 최대 350W의 부하를 견딜 수 있는가.
  • 모듈의 냉각이 어떤 방식으로 구성되어 있는가.
  • NVIDIA 드라이버가 GPU를 인식하며 장시간 부하 테스트를 통과하는가.

일반적인 보드 사진이나 판매자의 호환성 주장만으로는 충분하지 않다. nvidia-smi 결과, CUDA 테스트, 그리고 V100 SXM3에서 실제로 안정적으로 작동한다는 확인 자료를 받는 것이 좋다.

DGX-2와 HGX-2에서는 이러한 문제가 없다. 그러나 구형 가속기 몇 개를 위해 서버 전체를 구매하는 것은 정당화하기 어렵다. DGX-2는 강력한 전원 및 냉각 인프라를 전제로 하며, 전력 효율도 A100 및 그 이후 세대 GPU를 사용하는 최신 시스템보다 낮다.

대안

Tesla V100 SXM2 32GB. 동일한 메모리 용량을 갖춘 가장 가까운 대안이다. 중고 시장에서는 약 $450-700에 판매된 사례가 있었지만, 현재 매물은 훨씬 더 비쌀 수 있다. SXM2용 PCIe 어댑터와 냉각 장치가 포함된 개조 완료 카드가 존재한다. 다만 어댑터 비용과 개조 품질을 고려해야 한다.

Tesla V100 PCIe 32GB. PCIe를 지원하는 서버에서 사용하기 더 쉬운 선택지다. 거래 완료 사례를 기준으로 한 가격대는 약 $650-850이지만, 2026년 가을 기준으로 많은 매물이 $850부터 시작한다. 이 카드는 클록과 메모리 대역폭에서 SXM3에 뒤처지지만, 전용 SXM 메인보드가 필요하지 않다. 그래도 적절한 전원 공급과 강제 냉각은 필요하다.

결론

Tesla V100 SXM3 32GB는 클록과 메모리 대역폭에서 SXM2를 앞서지만, 연결 과정의 복잡성 때문에 이러한 장점은 거의 모두 상쇄된다.

DGX-2 또는 HGX-2 서버를 보유한 사용자에게 이 모듈은 여전히 유용한 예비 부품이다. 그러나 직접 시스템을 구축하는 경우에는 어댑터, 전원 공급, 냉각의 호환성을 확인해야 하는 실험적 용도로만 의미가 있다.

로컬 신경망용으로 32GB 메모리를 갖춘 V100이 필요하다면, 검증된 어댑터를 사용하는 SXM2나 완성된 PCIe 버전을 선택하는 편이 합리적이다. SXM3는 호환되는 서버 플랫폼이 있거나, 연결에 필요한 구성품이 실제로 작동한다는 확인을 받은 경우에만 구매하는 것이 좋다.

GPU 비교

Tesla V100 SXM3 32 GB을 다른 GPUs와 비교

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기초적인

라벨 이름
NVIDIA
플랫폼
Professional
출시일
March 2018
모델명
Tesla V100 SXM3 32 GB
세대
Tesla
기본 클럭
1290MHz
부스트 클럭
1530MHz
버스 인터페이스
SXM3
트랜지스터
21,100 million
텐서 코어
Tensor Cores는 딥러닝을 위해 특별히 설계된 특수 처리 유닛으로, FP32 훈련과 비교하여 더 높은 훈련 및 추론 성능을 제공합니다. 이들은 컴퓨터 비전, 자연어 처리, 음성 인식, 텍스트 음성 변환 및 맞춤형 추천과 같은 영역에서 빠른 계산을 가능하게 합니다. Tensor Cores의 가장 주목할 만한 응용 분야는 DLSS (Deep Learning Super Sampling)와 잡음 감소를 위한 AI Denoiser입니다.
640
텍스처 매핑 유닛
텍스처 매핑 유닛(TMU)은 GPU의 구성 요소로서, 이진 이미지를 회전, 스케일링 및 왜곡하여 주어진 3D 모델의 임의의 평면에 텍스처로 배치할 수 있는 기능을 제공합니다. 이 과정을 텍스처 매핑이라고 합니다.
320
파운드리
TSMC
제조 공정 크기
12 nm
아키텍처
Volta

메모리 사양

메모리 크기
32GB
메모리 타입
HBM2
메모리 버스
메모리 버스 너비는 비디오 메모리가 한 클럭 주기 내에 전송할 수 있는 데이터의 비트 수를 의미합니다. 버스 너비가 크면 한 번에 전송되는 데이터 양이 많아지므로, 비디오 메모리의 중요한 매개 변수 중 하나입니다. 메모리 대역폭은 다음과 같이 계산됩니다: 메모리 대역폭 = 메모리 주파수 x 메모리 버스 너비 / 8. 따라서 메모리 주파수가 비슷한 경우, 메모리 버스 너비가 메모리 대역폭의 크기를 결정합니다.
4096bit
메모리 클럭
876MHz
대역폭
메모리 대역폭은 그래픽 칩과 비디오 메모리 간의 데이터 전송 속도를 의미합니다. 이는 초당 바이트로 측정되며, 계산하는 공식은 다음과 같습니다: 메모리 대역폭 = 작동 주파수 × 메모리 버스 너비 / 8 비트입니다.
897.0 GB/s

디스플레이 및 미디어

출력 포트
No outputs

이론적 성능

픽셀 속도
픽셀 필률은 그래픽 처리 장치(GPU)가 초당 렌더링할 수 있는 픽셀 수를 나타내는 지표로, MPixels/s(백만 픽셀/초) 또는 GPixels/s(십억 픽셀/초) 단위로 측정됩니다. 그래픽 카드의 픽셀 처리 성능을 평가하는 가장 일반적으로 사용되는 측정 항목입니다.
195.8 GPixel/s
텍스처 속도
"Texture fill rate"은 GPU가 1초에 픽셀에 매핑할 수 있는 텍스처 맵 요소 (텍셀)의 수를 나타냅니다. "텍스처 채움 속도"는 GPU가 1초에 단일 픽셀에 매핑할 수 있는 텍스처 맵 요소 (텍셀)의 수를 의미합니다.
489.6 GTexel/s
FP16 (반 정밀도)
GPU 성능을 측정하는 중요한 지표 중 하나는 부동 소수점 연산 능력입니다. 반 정밀도 부동 소수점 숫자(16비트)는 낮은 정밀도가 허용되는 기계 학습과 같은 응용 프로그램에 사용됩니다. 단 정밀도 부동 소수점 숫자(32비트)는 일반적인 멀티미디어 및 그래픽 처리 작업에 사용되며, 이중 정밀도 부동 소수점 숫자(64비트)는 넓은 숫자 범위와 높은 정확도를 요구하는 과학적 계산에 필요합니다.
31.33 TFLOPS
FP64 (배 정밀도)
GPU 성능을 측정하는 중요한 지표 중 하나는 부동 소수점 연산 능력입니다. 반 정밀도 부동 소수점 숫자(16비트)는 낮은 정밀도가 허용되는 기계 학습과 같은 응용 프로그램에 사용됩니다. 단 정밀도 부동 소수점 숫자(32비트)는 일반적인 멀티미디어 및 그래픽 처리 작업에 사용되며, 이중 정밀도 부동 소수점 숫자(64비트)는 넓은 숫자 범위와 높은 정확도를 요구하는 과학적 계산에 필요합니다.
7.834 TFLOPS
FP32 (float)
GPU 성능을 측정하는 중요한 지표는 부동 소수점 컴퓨팅 기능입니다. 단정밀도 부동 소수점 숫자(32비트)는 일반적인 멀티미디어 및 그래픽 처리 작업에 사용되는 반면, 배정밀도 부동 소수점 숫자(64비트)는 넓은 숫자 범위와 높은 정확도를 요구하는 과학 컴퓨팅에 필요합니다. 반정밀도 부동 소수점 숫자(16비트)는 낮은 정밀도가 허용되는 기계 학습과 같은 응용 프로그램에 사용됩니다.
15.67 TFLOPS

여러 가지 잡다한

스트림 프로세서 개수
다중 스트리밍 프로세서(SP)는 다른 자원과 함께 스트리밍 다중프로세서(SM)를 형성하며, 이는 GPU의 주요 코어로도 알려져 있습니다. 이러한 추가 자원에는 워프 스케줄러, 레지스터 및 공유 메모리와 같은 구성 요소가 포함됩니다. SM은 GPU의 핵심이라고 할 수 있으며, CPU 코어와 유사하게 레지스터와 공유 메모리는 SM 내에서는 희소한 자원으로 간주됩니다.
80
새딩 유닛
가장 기본적인 처리 단위는 스트리밍 프로세서(SP)이며, 여기서 특정 명령과 작업이 실행됩니다. GPU는 병렬 컴퓨팅을 수행하며, 즉 여러 개의 SP가 동시에 작업을 처리하는 것을 의미합니다. "가장 기본적인 처리 단위는 스트리밍 프로세서(SP)이며, 여기서 특정 명령과 작업이 실행됩니다. GPU는 병렬 컴퓨팅을 수행하며, 다수의 SP가 동시에 작업을 처리합니다."
5120
L1 캐시
128 KB (per SM)
L2 캐시
6MB
TDP
350W
Vulkan 버전
Vulkan은 Khronos Group의 크로스 플랫폼 그래픽 및 컴퓨팅 API로, 높은 성능과 낮은 CPU 오버헤드를 제공합니다. 이를 통해 개발자는 GPU를 직접 제어하고, 렌더링 오버헤드를 줄이고, 멀티스레딩 및 멀티코어 프로세서를 지원할 수 있습니다.
1.3
OpenCL 버전
3.0
OpenGL
4.6
CUDA
7.0
DirectX
12 (12_1)
전원 연결자
None
렌더 출력 파이프라인
래스터 작업 파이프라인(ROPs)은 게임에서 조명 및 반사 계산을 처리하고 안티 앨리어싱(AA), 고해상도, 연기, 불 등과 같은 효과를 관리하는 것이 주된 역할입니다. 게임에서 안티 앨리어싱과 조명 효과가 더욱 요구되는 경우 ROPs의 성능 요구 사항이 더 높아질 수 있으며, 그렇지 않은 경우 프레임 속도가 급격히 감소할 수 있습니다.
128
쉐이더 모델
6.6

벤치마크

FP32 (float)
점수
15.67 TFLOPS

다른 GPU와 비교

FP32 (float) / TFLOPS
16.631 +6.1%
15.984 +2%
15.045 -4%