NVIDIA A40 PCIe

NVIDIA A40 PCIe

NVIDIA A40 PCIe: プロフェッショナルとハイテク愛好者のためのパワー

はじめに

2020年に発表されたNVIDIA A40 PCIeグラフィックカードは、その汎用性のおかげで2025年でも依然として需要があります。これは、プロフェッショナルな視覚化、計算、人工知能の機能を組み合わせ、最新の標準との互換性を保っています。このモデルがリリースから5年後も relevant な理由と、どのようなユーザーに適しているのかを見てみましょう。


アーキテクチャと主な特徴

Ampere: パフォーマンスの基盤

NVIDIA A40は、8nmプロセスのSamsungを使用したAmpereアーキテクチャ(GA102 GPU)に基づいています。このアーキテクチャは、高いトランジスタ密度とエネルギー効率を提供しています。主要なコンポーネントは次のとおりです:

- CUDAコア: 10,752(前世代Turingより20%増加)。

- RTコア: レイトレーシングのためのハードウェアアクセラレーション用に84個。

- Tensorコア: AIおよびDLSS向けに336個。

ユニークな機能

- RTXおよびDLSS 3.0: 改良されたスケーリングと画像再構成をサポート。

- NVLink: 二つのカードを結合して共同作業を行う(最大96GBの共通メモリ)。

- VR Ready: バーチャルリアリティヘッドセットに最適化。

- ECCメモリ: 重要なタスクにおける信頼性のためのエラー訂正。


メモリ: スピードと信頼性

ECCサポートのあるGDDR6: 複雑なタスクのための48GB

A40は、ECCをサポートする48GBのGDDR6メモリを搭載しており、科学計算やレンダリングにとって重要です。パラメータは次のとおりです:

- バス幅: 384ビット。

- 帯域幅: 696GB/s(モジュールあたり14.5Gb/s)。

- パフォーマンスへの影響: 大容量により、8Kテクスチャやニューラルネットワーク、多重フレームレンダリングをデータの読み込みなしで実行できます。

: Autodesk Mayaにおける5,000万ポリゴンのシーンレンダリングは、RTX 6000(24GB)に比べて30%高速化されます。


ゲームのパフォーマンス: 主要ではないが可能

A40はプロフェッショナルカードとして位置付けられていますが、ゲームもサポートしています。しかし、Studioドライバーはアプリケーション向けに最適化されており、ゲームプロジェクト向けではありません。FPSの例(ウルトラ設定、DLSSなし):

- サイバーパンク2077(4K): 45-50 FPS(RTXウルトラでは28-32 FPS、DLSS 3.0を使用すると55-60 FPSに向上)。

- Microsoft Flight Simulator(1440p): 60-65 FPS。

- コール オブ デューティ: モダン・ウォーフェアV(1080p): 120-130 FPS。

結論: ゲームにはGeForce RTX 4090を選ぶほうが良いですが、A40もDLSSを有効にすれば4Kでのプレイに対応します。


プロフェッショナルなタスク: A40が輝く場所

3Dレンダリングとモデリング

- Blender: BMWのシーンを1.2分でレンダリング(対RTX 3090の2.5分)。

- SolidWorks: 複雑なアセンブリのスムーズな回転を伴うRealViewをサポート。

ビデオ編集

- DaVinci Resolve: 8Kプロジェクトの編集がプロキシファイルなしで可能。

- Adobe Premiere Pro: 1時間の4K動画を8分でエクスポート(GPUアクセラレーションを使用)。

科学計算

- CUDAおよびOpenCL: MATLAB、ANSYSでのシミュレーションの加速。

- AI/ML: PyTorchでのモデル訓練がA100の1.5倍速く(ドライバの最適化により)。


電力消費と熱排出

TDPと冷却

- TDP: 300W。

- 推奨: アクティブ冷却システム(例: PNYのタービンソリューション)または前面ファンを装備したサーバーシャーシ。

- 温度: 負荷時に最大75°C。ただし、長時間のタスクにはTop-to-Bottom通気のケースを使用するのが望ましい。

ケースとの互換性

- サイズ: 267 × 111mm(2スロット)。ほとんどのフルタワーおよびワークステーションに適合します。


競合との比較

AMD Radeon Pro W7800(32GB)

- プラス: 安価(約$2500)、OpenCLでの性能が高い。

- マイナス: ECCなし、AIフレームワークのサポートが劣る。

NVIDIA RTX 6000 Ada(48GB)

- プラス: Ada Lovelaceアーキテクチャ、レンダリング性能が25%向上。

- マイナス: 値段が$7000から。

結論: A40は価格と性能のバランスにおいて「黄金の中道」を維持しています。


実践的なアドバイス

電源とプラットフォーム

- PSU: 750W以上を推奨(80+ Platinumが望ましい)。

- プラットフォーム: PCIe 4.0 x16、Intel Xeon W-3400およびAMD Ryzen Threadripper Proと互換性があります。

ドライバー

- スタジオドライバーを使用して安定性を確保してください。ゲーム用ドライバーはプロフェッショナルアプリケーションでの競合を引き起こす可能性があります。


利点と欠点

利点:

- 重いタスク用の48GB ECCメモリ。

- NVLinkおよびPCIe 4.0サポート。

- プロフェッショナルソフト用に最適化されている。

欠点:

- 価格: $3500から(新モデル)。

- 小売業者への入手可能性が限られている。

- 高い電力消費。


最終的な結論: A40は誰に適しているのか?

- プロフェッショナル: ビデオ編集者、3Dアーティスト、エンジニア。

- 科学研究機関: 計算とニューラルネットワークの訓練のため。

- VR/AR愛好者: コンテンツ制作のためのパワー。

なぜA40を選ぶのか? 信頼性、大容量メモリ、最新技術のサポートの独自のバランスを提供し、2025年でも関連性を保ち続けます。予算が$3000を超え、長期間使用できるカードが必要であれば、最適な選択肢です。

基本

レーベル名
NVIDIA
プラットホーム
Desktop
発売日
October 2020
モデル名
A40 PCIe
世代
Tesla
ベースクロック
1305MHz
ブーストクロック
1740MHz
バスインターフェース
PCIe 4.0 x16
トランジスタ
28,300 million
RTコア
84
テンソルコア
?
テンソルコアは深層学習専用に設計された特化型プロセッサで、FP32トレーニングと比較して高いトレーニングと推論性能を提供します。コンピュータビジョン、自然言語処理、音声認識、テキストから音声への変換、個別の推奨などの領域で迅速な計算を可能にします。テンソルコアの最も注目すべき応用は、DLSS(Deep Learning Super Sampling)とAI Denoiserのノイズリダクションです。
336
TMU
?
テクスチャマッピングユニット(TMUs)は、二進画像を回転、スケーリング、歪曲して、それを3Dモデルの任意の平面にテクスチャとして配置することができるGPUのコンポーネントです。このプロセスはテクスチャマッピングと呼ばれます。
336
ファウンドリ
Samsung
プロセスサイズ
8 nm
アーキテクチャ
Ampere

メモリ仕様

メモリサイズ
48GB
メモリタイプ
GDDR6
メモリバス
?
メモリバス幅とは、1クロックサイクル内にビデオメモリが転送できるデータのビット数を指します。バス幅が大きいほど、一度に転送できるデータ量が多くなります。メモリバンド幅の計算式は次の通りです:メモリバンド幅 = メモリ周波数 x メモリバス幅 / 8。
384bit
メモリクロック
1812MHz
帯域幅
?
メモリバンド幅は、グラフィックチップとビデオメモリ間のデータ転送速度を指します。単位はバイト/秒で、計算式は次の通りです:メモリバンド幅 = 動作周波数 × メモリバス幅 / 8ビット。
695.8 GB/s

理論上の性能

ピクセルレート
?
ピクセル塗りつぶし率は、グラフィックスプロセッシングユニット(GPU)が1秒あたりにレンダリングできるピクセル数を指します。これは、MPixels/s(百万ピクセル/秒)またはGPixels/s(十億ピクセル/秒)で測定されます。これはグラフィックスカードのピクセル処理性能を評価するために最も一般的に使用される指標です。
194.9 GPixel/s
テクスチャレート
?
テクスチャ塗りつぶし率は、GPUが1秒間にピクセルにマッピングできるテクスチャマップ要素(テクセル)の数を指します。
584.6 GTexel/s
FP16 (半精度)
?
GPUパフォーマンスを測定する重要な指標は浮動小数点計算能力です。半精度浮動小数点数(16ビット)は、精度が低くても許容可能な機械学習のようなアプリケーションで使用されます。単精度浮動小数点数(32ビット)は、一般的なマルチメディアやグラフィックス処理のタスクで使用され、倍精度浮動小数点数(64ビット)は、広範で高精度が求められる科学計算に必要です。
37.42 TFLOPS
FP64 (倍精度)
?
GPUパフォーマンスを測定する重要な指標は浮動小数点計算能力です。倍精度浮動小数点数(64ビット)は、広範で高精度が求められる科学計算に必要です。単精度浮動小数点数(32ビット)は、一般的なマルチメディアやグラフィックス処理のタスクで使用されます。半精度浮動小数点数(16ビット)は、精度が低くても許容可能な機械学習のようなアプリケーションで使用されます。
584.6 GFLOPS
FP32 (浮動小数点)
?
GPU のパフォーマンスを測定するための重要な指標は、浮動小数点コンピューティング能力です。 単精度浮動小数点数 (32 ビット) は一般的なマルチメディアおよびグラフィックス処理タスクに使用されますが、倍精度浮動小数点数 (64 ビット) は広い数値範囲と高精度が要求される科学計算に必要です。 半精度浮動小数点数 (16 ビット) は、精度が低くても許容される機械学習などのアプリケーションに使用されます。
36.672 TFLOPS

その他

SM数
?
ストリーミングプロセッサ(SP)は他のリソースとともに、ストリーミングマルチプロセッサ(SM)を形成し、これはGPUの主要コアとも呼ばれます。これらの追加リソースには、ワープスケジューラ、レジスタ、共有メモリなどのコンポーネントが含まれます。SMは、レジスタや共有メモリが希少なリソースであるGPUの中心部と考えることができます。
84
シェーディングユニット
?
最も基本的な処理単位はストリーミングプロセッサ(SP)で、特定の指示とタスクが実行されます。GPUは並行計算を行い、複数のSPが同時にタスクを処理します。
10752
L1キャッシュ
128 KB (per SM)
L2キャッシュ
6MB
TDP
300W
Vulkanのバージョン
?
Vulkanは、Khronos Groupによるクロスプラットフォームのグラフィックスおよび計算APIで、高性能と低CPU負荷を提供します。開発者がGPUを直接制御し、レンダリングのオーバーヘッドを減らし、マルチスレッドとマルチコアプロセッサをサポートします。
1.3
OpenCLのバージョン
3.0
OpenGL
4.6
DirectX
12 Ultimate (12_2)
CUDA
8.6
電源コネクタ
8-pin EPS
シェーダモデル
6.6
ROP
?
ラスタオペレーションパイプライン(ROPs)は、ゲーム内の照明や反射計算を主に取り扱い、アンチエイリアシング(AA)、高解像度、煙、火などの効果を管理します。ゲームのAAと照明効果が高いほど、ROPsの性能要求が高くなります。
112
推奨PSU
700W

ベンチマーク

FP32 (浮動小数点)
スコア
36.672 TFLOPS
Blender
スコア
5010

他のGPUとの比較

FP32 (浮動小数点) / TFLOPS
45.962 +25.3%
36.672
30.615 -16.5%
Blender
15026.3 +199.9%
5010
2020.49 -59.7%
1064 -78.8%