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NVIDIA A40 PCIe

NVIDIA A40 PCIe: 전문가와 고급 기술 애호가를 위한 힘

소개

2020년에 출시된 NVIDIA A40 PCIe 그래픽 카드는 그 다재다능성 덕분에 2025년에도 여전히 수요가 높습니다. 이 카드는 전문적인 시각화, 계산 및 인공지능 기능을 결합하여 최신 표준과의 호환성을 유지합니다. 이 모델이 출시 5년 후에도 여전히 관련성이 있는 이유와 어떤 사용자에게 적합한지 살펴보겠습니다.

아키텍처 및 주요 특징

Ampere: 성능의 기초

NVIDIA A40는 삼성의 8nm 공정으로 제작된 Ampere 아키텍처(GA102 GPU) 기반으로 설계되었습니다. 이 아키텍처는 높은 트랜지스터 밀도와 에너지 효율성을 제공합니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

- CUDA 코어: 10,752개 (이전 세대 Turing보다 20% 증가).

- RT 코어: 레이 트레이싱 하드웨어 가속을 위한 84개.

- 텐서 코어: 인공지능 및 DLSS 작업을 위한 336개.

특징

- RTX와 DLSS 3.0: 개선된 스케일링과 이미지 재구성을 지원합니다.

- NVLink: 두 개의 카드를 연결하여 협력 작업을 수행할 수 있습니다(총 96GB의 메모리).

- VR 준비: 가상 현실 헤드셋을 위한 최적화.

- ECC 메모리: 중요한 작업에서 신뢰성을 위한 오류 수정 기능.

메모리: 속도와 신뢰성

GDDR6 with ECC: 복잡한 작업을 위한 48GB

A40는 ECC를 지원하는 48GB GDDR6 메모리를 장착하고 있어 과학적 계산 및 렌더링에 필수적입니다. 매개변수는 다음과 같습니다:

- 버스: 384비트.

- 대역폭: 696GB/s (모듈당 14.5Gbps).

- 성능에 미치는 영향: 대용량 메모리는 8K 텍스처, 신경망 및 다중 프레임 렌더링을 데이터 로딩 없이 수행할 수 있게 합니다.

예시: Autodesk Maya에서 5천만 폴리곤으로 구성된 장면을 렌더링할 때 RTX 6000(24GB)에 비해 30% 속도 향상이 이루어집니다.

게임 성능: 주요 목표는 아니지만 가능

A40는 전문적인 카드로 포지셔닝되어 있지만 게임도 지원합니다. 그러나 Studio 드라이버는 게임 프로젝트가 아닌 애플리케이션 최적화에 중점을 두고 있습니다. FPS 예시(울트라 설정, DLSS 미사용):

- Cyberpunk 2077 (4K): 45-50 FPS (RTX Ultra 시 28-32 FPS, DLSS 3.0 활성화 시 55-60 FPS).

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

- Call of Duty: Modern Warfare V (1080p): 120-130 FPS.

결론: 게임을 위해서는 GeForce RTX 4090을 선택하는 것이 좋지만 DLSS를 활성화하면 A40도 4K에서 잘 작동합니다.

전문 작업: A40의 빛나는 성능

3D 렌더링 및 모델링

- Blender: BMW 장면을 1.2분 만에 렌더링 (RTX 3090의 2.5분에 비해).

- SolidWorks: 복잡한 조립품의 부드러운 회전을 위한 RealView 지원.

비디오 편집

- DaVinci Resolve: 8K 프로젝트를 프록시 파일 없이 편집 가능.

- Adobe Premiere Pro: 1시간 분량의 4K 비디오를 8분 만에 내보낼 수 있음 (GPU 가속 사용).

과학적 계산

- CUDA 및 OpenCL: MATLAB, ANSYS에서의 시뮬레이션 가속.

- AI/ML: PyTorch에서 A100보다 1.5배 빠르게 모델 학습(드라이버 최적화 덕분).

전력 소비 및 열 방출

TDP 및 냉각

- TDP: 300W.

- 권장 사항: 액티브 냉각 시스템 (예: PNY의 터빈 솔루션) 또는 전면 팬이 장착된 서버 섀시.

- 온도: 부하 시 최대 75°C, 하지만 장시간 작업의 경우 Top-to-Bottom 팬이 있는 케이스 사용이 권장됨.

케이스 호환성

- 크기: 267 × 111 mm (2슬롯). 대부분의 풀 타워 및 워크스테이션과 호환됨.

경쟁 제품과의 비교

AMD Radeon Pro W7800 (32GB)

- 장점: 더 저렴함 (~$2500), OpenCL에서 더 높은 성능.

- 단점: ECC 없음, AI 프레임워크에 대한 지원이 떨어짐.

NVIDIA RTX 6000 Ada (48GB)

- 장점: Ada Lovelace 아키텍처, 렌더링에서 25% 더 빠름.

- 단점: 가격이 $7000부터 시작.

결론: A40은 가격/성능 비율에서 '황금 중간점'으로 남아 있습니다.

실용적인 조언

전원 공급 장치 및 플랫폼

- PSU: 최소 750W (80+ Platinum 추천).

- 플랫폼: PCIe 4.0 x16, Intel Xeon W-3400 및 AMD Ryzen Threadripper Pro와 호환.

드라이버

- 안정성을 위해 Studio 드라이버 사용. 게임 준비 드라이버는 전문적인 애플리케이션에서 충돌을 유발할 수 있습니다.

장단점

장점:

- 어려운 작업을 위한 48GB ECC 메모리.

- NVLink 및 PCIe 4.0 지원.

- 전문 소프트웨어 최적화.

단점:

- 가격: $3500부터 (신규 모델).

- 소매 구매자에 대한 제한된 가용성.

- 높은 전력 소비.

최종 결론: A40는 누구에게 적합할까요?

- 전문가: 비디오 편집자, 3D 아티스트, 엔지니어.

- 과학 연구소: 계산 및 신경망 학습을 위한 용도.

- VR/AR 애호가: 콘텐츠 제작을 위한 성능.

왜 A40인가요? 신뢰성, 메모리 용량 및 최신 기술 지원 간의 독특한 균형을 제공하며, 2025년에도 여전히 관련성이 있습니다. 예산이 $3000 이상이고 향후 몇 년 동안 사용할 카드를 찾고 있다면 최적의 선택입니다.

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기초적인

라벨 이름

NVIDIA

플랫폼

Desktop

출시일

October 2020

모델명

A40 PCIe

세대

Tesla

기본 클럭

1305MHz

부스트 클럭

1740MHz

버스 인터페이스

PCIe 4.0 x16

트랜지스터

28,300 million

레이 트레이싱 코어

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.

336

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.

336

파운드리

Samsung

제조 공정 크기

8 nm

아키텍처

Ampere

메모리 사양

메모리 크기

48GB

메모리 타입

GDDR6

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.

384bit

메모리 클럭

1812MHz

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.

695.8 GB/s

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.

194.9 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.

584.6 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.

37.42 TFLOPS

FP64 (배 정밀도)

584.6 GFLOPS

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.

36.672 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.

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."

10752

L1 캐시

128 KB (per SM)

L2 캐시

6MB

TDP

300W

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

DirectX

12 Ultimate (12_2)

CUDA

8.6

전원 연결자

8-pin EPS

쉐이더 모델

6.6

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.

112

권장 전원 공급 장치

700W

벤치마크

FP32 (float)

점수

36.672 TFLOPS

Blender

점수

5010

다른 GPU와 비교

FP32 (float) / TFLOPS

RTX PRO 4000 Blackwell

45.962 +25.3%

RTX 5000 Embedded Ada Generation

41.973 +14.5%

A40 PCIe

36.672

GeForce RTX 5070 Ti Mobile

32.905 -10.3%

A10 PCIe

30.615 -16.5%

Blender

GeForce RTX 5090

15026.3 +199.9%

A40 PCIe

5010

GeForce RTX 2070

2020.49 -59.7%

Radeon RX 6800S

1064 -78.8%

GeForce GTX 1070 GDDR5X

561 -88.8%