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NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB

NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB: 컴팩트한 포맷의 인공지능 파워

2025년 4월

소개

NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB는 일반적인 그래픽 카드가 아닙니다. 이는 임베디드 시스템, 로봇공학, 자율 장치 및 인공지능(AI) 작업을 위한 고성능 모듈입니다. 전문가와 개발자를 위해 설계된 이 제품은 에너지 효율성과 컴퓨팅 파워를 결합하여 엣지 컴퓨팅 프로젝트에 최적의 도구가 됩니다. 이 기사에서는 Orin NX가 왜 이 분야의 플래그십이 되었는지, 그리고 실제로 누구에게 필요한지 살펴보겠습니다.

1. 아키텍처 및 주요 특징

Ampere Next 아키텍처 및 ARM 프로세서

Jetson Orin NX는 ARM Cortex-A78AE(12코어 CPU) 및 Ampere Next 기반 GPU를 결합한 하이브리드 아키텍처로 설계되었습니다. 이는 임베디드 시스템에 맞게 최적화된 Ampere 아키텍처의 진화판입니다. 공정 기술은 5nm로, 높은 트랜지스터 밀도와 에너지 효율성을 제공합니다.

AI 및 로봇공학 전문화

주요 특징은 2048 CUDA 코어와 64개의 3세대 텐서 코어입니다. 이는 AI 작업에 대해 최대 100 TOPS(초당 조작 수)를 달성할 수 있게 합니다. TensorRT 9.0 및 CUDA 12.5의 지원으로 신경망 개발, 라이다 및 카메라 데이터 처리 속도를 높입니다.

RTX 및 DLSS 없음 — 다른 철학

게임 GPU와 달리 Orin NX는 RTX나 DLSS를 지원하지 않습니다. 대신 로봇공학을 위한 NVIDIA Isaac와 비디오 분석을 위한 DeepStream에 중점을 두고 있습니다. 여기서 “레이 트레이싱”의 유사한 개념은 실시간 3D 재구성 알고리즘이라고 할 수 있습니다.

2. 메모리: 신경망을 위한 속도

LPDDR5 및 16GB — 엣지 장치를 위한 균형

모듈은 16GB LPDDR5를 갖추고 있으며, 대역폭은 102GB/s입니다. 이는 이전 모델(Jetson Xavier NX)의 2배 빠릅니다. 이러한 용량과 속도는 스트리밍 비디오(4K@60 FPS) 처리 및 YOLOv8 또는 Transformer와 같은 대규모 AI 모델 작업에 필수적입니다.

왜 GDDR6X 또는 HBM이 아닌가?

LPDDR5는 낮은 전력 소비(TDP 모듈 — 25W) 때문에 선택되었습니다. 비교하자면, GDDR6X 기반의 게임 GPU는 200W 이상의 전력을 소비합니다. HBM은 컴팩트한 솔루션으로서는 너무 비쌉니다.

3. 게임 성능: 주요 초점이 아님

열정적인 게이머를 위한: 최소 설정에서 1080p

Orin NX는 게임에 최적화되어 있지 않지만, 에뮬레이션은 가능하다. Cyberpunk 2077 (QEMU 및 Proton 통해)에서 평균 FPS는 1080p (Low)에서 25-30입니다. CS2에서는 60-70 FPS입니다. 이는 Ryzen 7000의 통합 그래픽 수준이지만, 게임을 위해서는 GeForce RTX 4050을 선택하는 것이 더 좋습니다.

레이 트레이싱 — 프로그램 해킹을 통한 가능성

하드웨어 RT 코어는 없지만 CUDA를 사용하여 간단한 레이 트레이싱을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, Blender Cycles에서 RT를 사용한 장면 렌더링은 RTX 4060의 3분에 비해 12분이 소요됩니다.

4. 전문적인 작업: Orin NX가 빛나는 곳

비디오 편집 및 스트리밍 처리

NVENC/NVDEC 지원을 통해 이 모듈은 4K H.265를 실시간으로 인코딩합니다. DaVinci Resolve에서 10분짜리 비디오 렌더링에 4분이 소요되며, 이는 Ryzen 7 7840U 수준입니다.

3D 모델링 및 CAD

Autodesk Maya에서 중간 복잡도의 장면은 지연이 발생하지만 SolidWorks에서 모델을 보는 데는 충분합니다. 주된 용도는 현장 조건에서의 프리뷰 시각화입니다.

과학적 계산 및 AI

- Mask R-CNN 신경망 훈련: 2시간 (Jetson Xavier는 8시간).

- YOLOv8 추론: 45프레임/초 (4K).

- CUDA, OpenCL 3.0, PyTorch 2.3에 대한 ARM 최적화 지원.

5. 전력 소비 및 냉각

TDP 25W: 수동 또는 능동 냉각?

모듈은 -25°C에서 +80°C 범위에서 작동하도록 설계되었습니다. 정상 작동 모드(15-20W)에서는 수동 방열기가 충분합니다. 25W의 부하 시에는 능동 냉각(팬 Noctua NH-L9i)을 권장합니다.

케이스 및 호환성

6. 경쟁 제품과 비교

AMD Ryzen Embedded V3000

- 장점: OpenCL 지원이 우수하며 가격이 저렴 ($450).

- 단점: AI 작업에서 1.5배 성능이 떨어집니다.

Intel Alder Lake-N N200

- 가격이 더 저렴 ($300)하지만 CUDA 및 텐서 코어가 없습니다.

브랜드 내: Jetson AGX Orin

- AGX Orin이 더 강력합니다 (275 TOPS) 하지만 가격이 더 비싸며 ($1999) 크기가 더 큽니다.

7. 실용적인 조언

전원 공급 장치 및 주변 장치

- 최소 65W (주변 장치 여유 고려).

- M.2 어댑터를 통해 NVMe SSD를 사용하세요.

소프트웨어 호환성

- OS: Linux Ubuntu 24.04 LTS 및 JetPack 6.0.

- 드라이버: SDK Manager를 통해 정기적으로 업데이트하세요.

변환기 주의

HDMI 2.1은 DisplayPort 어댑터를 통해서만 지원됩니다.

8. 장점과 단점

장점:

- 전력 대비 최고의 AI/TOPS 성능.

- 컴팩트함 (70×45 mm).

- ROS 2 및 Isaac Sim 지원.

단점:

- 가격 $699 (2025년 4월 기준).

- x86 응용 프로그램 실행의 복잡성.

9. 최종 결론: Orin NX는 누구에게 적합한가?

이 모듈은 다음과 같은 사용자에게 적합합니다:

- AI 엔지니어, 자율 로봇 또는 드론 개발.

- 산업 디자이너, 이동식 작업 스테이션 필요.

- 스타트업, 컴퓨터 비전 분야 (예: 스마트 카메라).

게임이나 스튜디오 수준의 3D 렌더링에 적합한 GPU를 찾고 있다면 이 제품은 선택이 아닙니다. 그러나 컴팩트함, 에너지 효율성 및 AI 가속이 중요한 프로젝트에는 Jetson Orin NX 16 GB가 타의 추종을 불허합니다.

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기초적인

라벨 이름

NVIDIA

플랫폼

Professional

출시일

February 2023

모델명

Jetson Orin NX 16 GB

세대

Tegra

버스 인터페이스

PCIe 4.0 x4

트랜지스터

Unknown

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.

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.

파운드리

Samsung

제조 공정 크기

8 nm

아키텍처

Ampere

메모리 사양

메모리 크기

16GB

메모리 타입

LPDDR5

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.

128bit

메모리 클럭

1600MHz

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.

102.4 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.

14.69 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.

29.38 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.

3.760 TFLOPS

FP64 (배 정밀도)

940.0 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.

1.918 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."

1024

L1 캐시

128 KB (per SM)

L2 캐시

256KB

TDP

25W

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

쉐이더 모델

6.7

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.

벤치마크

FP32 (float)

점수

1.918 TFLOPS

다른 GPU와 비교

FP32 (float) / TFLOPS

GeForce GTX 760 OEM Rebrand

2.005 +4.5%

GeForce GTX 1050 Ti Max Q

1.943 +1.3%

Jetson Orin NX 16 GB

1.918

Radeon R9 270 1024SP

1.856 -3.2%

Playstation 4 GPU

1.806 -5.8%