NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB

NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB

NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB: コンパクトなフォーマットにおける人工知能の力

2025年4月


はじめに

NVIDIA Jetson Orin NX 16 GBは、通常のグラフィックカードではありません。これは、高性能な組み込みシステム、ロボティクス、自律デバイス、および人工知能(AI)タスク用のモジュールです。プロフェッショナルや開発者のために設計されており、エネルギー効率と計算能力を兼ね備え、エッジコンピューティングプロジェクトに理想的なツールです。この記事では、Orin NXがなぜそのニッチでフラッグシップとなったのか、そして誰がそれを必要としているのかを探ります。


1. アーキテクチャと主要な特徴

Ampere NextアーキテクチャとARMプロセッサー

Jetson Orin NXは、ARM Cortex-A78AEコア(12コアCPU)とAmpere NextベースのGPUからなるハイブリッドアーキテクチャを採用しています。製造プロセスは5 nmで、高いトランジスタ密度とエネルギー効率を実現しています。

AIとロボティクスへの特化

重要な特徴は、2048 CUDAコア第3世代の64 Tensorコアです。これにより、AIタスクにおいて最大100 TOPS(1秒あたりのトリリオンオペレーション)を達成できます。TensorRT 9.0およびCUDA 12.5のサポートが、ニューラルネットワークの開発やライダー、カメラからのデータ処理を加速します。

RTXとDLSSの不在 — 異なる哲学

ゲーム用GPUとは異なり、Orin NXはRTXやDLSSをサポートしていません。その代わりに、ロボティクス向けのNVIDIA Isaacと動画分析用のDeepStreamに重点が置かれています。「レイトレーシング」の類似機能には、リアルタイムの3D再構成アルゴリズムが考えられます。


2. メモリ: ニューラルネットワーク用の速度

LPDDR5と16 GB — エッジデバイスのバランス

モジュールは16 GB LPDDR5を搭載しており、帯域幅は102 GB/sです。これは前モデル(Jetson Xavier NX)の2倍の速度です。この容量と速度は、ストリーミング動画(4K@60 FPS)や大規模AIモデル(例:YOLOv8やTransformer)の処理にとって重要です。

なぜGDDR6XやHBMではないのか?

LPDDR5は低消費電力(モジュールのTDPはわずか25W)のため選ばれました。参考までに、GDDR6Xを搭載したゲーム用GPUは200W以上を消費します。HBMはコンパクトなソリューションには高価すぎます。


3. ゲームパフォーマンス: 主要な焦点ではない

エンスージアスト向け: 最小設定の1080p

Orin NXはゲーム用に最適化されていませんが、エミュレーションは可能です。Cyberpunk 2077(QEMUとProton経由)では、1080p(低設定)の平均FPSは25–30です。CS2では60–70 FPSです。これはRyzen 7000の統合GPUレベルですが、ゲームにはGeForce RTX 4050を選ぶ方が良いでしょう。

レイトレーシング — プログラム的ハックを介してのみ

ハードウェアのRTコアはありませんが、CUDAを使用して簡略化されたレイトレーシングが実現可能です。例えば、Blender CyclesでのRTを使用したシーンレンダリングは12分かかり、RTX 4060では3分です。


4. プロフェッショナルなタスク: Orin NXが輝く場

ビデオ編集とストリーミング処理

NVENC/NVDECのサポートにより、モジュールはリアルタイムで4K H.265をエンコードします。DaVinci Resolveでは、10分間のビデオが4分でレンダリングされ、これはRyzen 7 7840Uレベルです。

3DモデリングとCAD

Autodesk Mayaでは、中程度の複雑さのシーンが遅延しますが、SolidWorksのモデル表示には十分です。主なニッチは、現場でのプレビジュアライゼーションです。

科学計算とAI

- Mask R-CNNのトレーニング: 2時間(Jetson Xavierの8時間に対して)。

- YOLOv8のインファレンス: 45フレーム/秒(4K)。

- CUDAOpenCL 3.0、ARM向けに最適化されたPyTorch 2.3のサポート。


5. エネルギー消費と冷却

TDP 25W:パッシブまたはアクティブ冷却?

モジュールは-25°Cから+80°Cの範囲で動作するように設計されています。通常モード(15-20W)では、パッシブヒートシンクで十分です。負荷が25Wになった場合は、アクティブ冷却(Noctua NH-L9iファン)が推奨されます。

ケースと互換性

人気のオプション:

- Waveshare Orin NXキット(アルミニウムケース + ヒートシンク、$80)。

- ConnectTechキャリアボード(産業向けシステム用、$250)。


6. 競合他社との比較

AMD Ryzen Embedded V3000

- プラス: OpenCLサポートが優れ、価格も良好($450)。

- マイナス: AIタスクにおいて1.5倍弱い。

Intel Alder Lake-N N200

- より安価($300)だが、CUDAやテンソルコアはなし。

ブランド内比較: Jetson AGX Orin

- AGX Orinはより強力(275 TOPS)だが、高価($1999)でサイズも大きい。


7. 実用的なアドバイス

電源と周辺機器

- 最低65W(周辺機器のための余裕を持たせて)。

- M.2アダプターを介してSSD NVMeを使用する。

ソフトウェアとの互換性

- OS: Linux Ubuntu 24.04 LTS + JetPack 6.0。

- ドライバー: SDKマネージャーを通じて定期的に更新する。

コンバーターに注意

HDMI 2.1はDisplayPortアダプター経由でのみサポートされます。


8. プロとコント

プラス:

- 一ワットあたりのAI/TOPSパフォーマンスはクラス最高。

- コンパクトさ(70×45 mm)。

- ROS 2とIsaac Simのサポート。

マイナス:

- 価格は$699(2025年4月時点)。

- x86アプリケーションの起動に難しさがある。


9. 結論: Orin NXが適している人は?

このモジュールは次のような人のために作られています:

- 自律ロボットやドローンを開発するAIエンジニア

- モバイルワークステーションを必要とする産業デザイナー

- コンピュータビジョン分野のスタートアップ(例:スマートカメラ)。

ゲーム用やスタジオレベルの3Dレンダリング用GPUを探しているなら、これもあなたの選択ではありません。しかし、コンパクトさ、エネルギー効率、AIアクセラレーションが重要なプロジェクトにおいて、Jetson Orin NX 16 GBは無類の存在です。


基本

レーベル名
NVIDIA
プラットホーム
Professional
発売日
February 2023
モデル名
Jetson Orin NX 16 GB
世代
Tegra
バスインターフェース
PCIe 4.0 x4
トランジスタ
Unknown
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。
32
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。
32
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
16GB
メモリタイプ
LPDDR5
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。
128bit
メモリクロック
1600MHz
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。
102.4 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。
14.69 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。
29.38 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。
3.760 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。
940.0 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。
1.918 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。
8
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。
1024
L1キャッシュ
128 KB (per SM)
L2キャッシュ
256KB
TDP
25W
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
シェーダモデル
6.7
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。
16

ベンチマーク

FP32 (浮動小数点)
スコア
1.918 TFLOPS

他のGPUとの比較

FP32 (浮動小数点) / TFLOPS
1.856 -3.2%
1.806 -5.8%