Видеокарта NVIDIA Tesla P100 16GB HBM2

NVIDIA Tesla P100 16GB — это высокопроизводительный GPU-ускоритель для дата-центров на архитектуре Pascal, ориентированный на задачи глубокого обучения, инференса, высокопроизводительных вычислений (HPC) и аналитики данных. В официальном даташите для Tesla P100 PCIe указано, что ускоритель выполнен в форм-факторе полноразмерной двухслотовой PCI Express Gen3 x16 карты с пассивным охлаждением и максимально заявленным энергопотреблением 250 Вт. Конфигурация с 16 ГБ памяти HBM2, реализованной по технологии CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate), обеспечивает пропускную способность до 732 ГБ/с и позволяет эффективно работать с крупными наборами данных и моделями. Архитектура Pascal и 3584 ядра CUDA дают пиковую производительность до 9,3 TFLOPS в одинарной точности, 18,7 TFLOPS в половинной (FP16) и около 4,7 TFLOPS в двойной точности, что делает Tesla P100 16GB универсальным ускорителем для смешанных AI/HPC-нагрузок. Наличие аппаратной поддержки ECC для памяти HBM2 повышает надежность вычислений и делает ускоритель подходящим для критически важных задач в научных и промышленных центрах обработки данных.

Архитектура и ключевые характеристики

Согласно официальной документации, Tesla P100 построена на GPU GP100 архитектуры Pascal, выполненном по 16‑нм техпроцессу и содержащем 15,3 млрд транзисторов. В конфигурации PCIe 16GB GPU включает 3584 ядра CUDA, 224 текстурных блока (TMU) и 96 блоков растеризации (ROP), что обеспечивает высокий уровень параллелизма и производительности в задачах машинного обучения и численного моделирования. В спецификациях приводятся значения пиковой производительности для PCIe‑варианта: до 4,7 TFLOPS в FP64, 9,3 TFLOPS в FP32 и 18,7 TFLOPS в FP16, что зафиксировано как ключевое преимущество Pascal по сравнению с предыдущим поколением. Ускоритель использует интерфейс PCIe 3.0 x16 с пропускной способностью до 32 ГБ/с, что соответствует стандарту для серверных платформ на момент выпуска.

Память Tesla P100 16GB реализована в виде 16 ГБ HBM2, размещённой по технологии CoWoS непосредственно на подложке рядом с кристаллом GPU. В даташите указано, что конфигурация 16 ГБ HBM2 обеспечивает пропускную способность 732 ГБ/с при ширине шины 4096 бит и эффективной частоте порядка 700–715 МГц, что подтверждается сводными спецификациями. Память поддерживает ECC, что позволяет обнаруживать и исправлять одиночные ошибки и обнаруживать более сложные сбои, повышая устойчивость к ошибкам при длительных вычислениях. Максимальное энергопотребление ускорителя составляет 250 Вт, карта использует один 8‑контактный разъём дополнительного питания и выполнена в форм-факторе PCIe Full Height/Length, двухслотовая, длиной около 267 мм и высотой порядка 111 мм.

В официальных материалах Tesla P100 позиционируется как «The Most Advanced Data Center GPU Ever Built» для своего поколения, с акцентом на поддержку смешанной точности и высокую производительность на ватт. Ускоритель поддерживает вычислительные API CUDA, DirectCompute, OpenCL и OpenACC, что позволяет эффективно переносить существующие HPC- и AI-приложения на GPU без радикальной переработки алгоритмов. Поддержка технологий, таких как Page Migration Engine (упоминается в партнёрских спецификациях), облегчает работу с унифицированным адресным пространством и облегчает перенос больших наборов данных между CPU и GPU. В совокупности архитектура Pascal, HBM2 и развитый программный стек делают Tesla P100 16GB ключевым компонентом для построения современных GPU-узлов в кластерах и ЦОД.

Сценарии применения

В официальной документации NVIDIA и материалах партнёров Tesla P100 16GB рассматривается как универсальный ускоритель для AI и HPC-нагрузок в центрах обработки данных, где требуется высокая производительность и пропускная способность памяти. Поддержка FP16, FP32 и FP64, а также 16 ГБ HBM2 делают эту карту пригодной как для обучения и инференса, так и для точных научных расчётов.

• Идеально подходит для обучения нейросетей (Deep Learning), включая сверточные, рекуррентные и трансформерные архитектуры, где активно используются форматы FP16 и FP32, а объём памяти 16 ГБ и пропускная способность 732 ГБ/с позволяют эффективно размещать и обрабатывать крупные модели и батчи данных.
• Подходит для инференса LLM моделей и других задач обработки естественного языка (NLP), где требуется высокая вычислительная плотность, поддержка смешанной точности и возможность развертывания ускорителей в стандартных PCIe‑серверных платформах.
• Ориентирована на высокопроизводительные вычисления (HPC): задачи вычислительной гидродинамики (CFD), моделирование климата, методы конечных элементов (FEM), моделирование материалов и другие области, где критична производительность FP64 (до 4,7 TFLOPS) и высокая пропускная способность памяти.
• Используется в аналитике данных и машинном обучении — рекомендательные системы, анализ больших массивов данных, построение прогнозных моделей, где GPU ускоряет линейную алгебру и матричные операции по сравнению с CPU‑только решениями.
• Подходит для гибридных кластеров CPU+GPU и суперкомпьютеров, где Tesla P100 используется как вычислительный сопроцессор, а существующие коды ускоряются с помощью CUDA и OpenACC, минимизируя объём изменений в исходном коде.
• Применяется в исследовательских и академических проектах по разработке новых алгоритмов ИИ и HPC, где необходим стандартизованный по интерфейсу и поддерживаемый OEM‑поставщиками ускоритель с высокой производительностью.

Совместимость

Ускоритель NVIDIA Tesla P100 16GB PCIe разработан как двухслотовая карта PCI Express Gen3 x16 с пассивным охлаждением и TDP 250 Вт, что требует использования серверных платформ, поддерживающих подобный класс GPU‑ускорителей. В официальном документе NVIDIA «Certified OEM Platforms for EOL Products» и его обновлении перечислены OEM-серверы, сертифицированные для работы с Tesla P100 PCIe 16GB.

• Ускоритель протестирован на совместимость с серверными платформами: Dell PowerEdge, которые прямо перечислены в таблицах поддерживаемых систем для Tesla P100 PCIe (12GB и 16GB) в документе по сертифицированным OEM-платформам; в числе поддерживаемых указаны серверы Dell с PCIe‑слотами для полноразмерных GPU.
• Поддерживается в системах HPE, включая серверы HPE Apollo и HPE ProLiant, которые указаны как поддерживающие Tesla P100 PCIe с 16 ГБ HBM2 в разделе «Supported Servers» того же документа.
• Совместим с серверными платформами Supermicro, включёнными в перечень сертифицированных OEM-платформ NVIDIA для Tesla P100, где указаны модели с поддержкой PCIe 3.0 x16 и соответствующим энергобюджетом для ускорителей с TDP 250 Вт.
• Может использоваться и в других серверных системах, которые соответствуют требованиям по интерфейсу PCIe 3.0 x16, форм-фактору FHFL dual-slot, наличию одного 8‑контактного разъёма питания и обеспечению воздушного потока для работы пассивного радиатора, как указано в официальном даташите.

Надёжность и эксплуатация в ЦОД

В официальных даташитах отмечается, что Tesla P100 16GB ориентирована на круглосуточную эксплуатацию в центрах обработки данных, где важны стабильность и предсказуемость работы при высоких нагрузках. Пассивное охлаждение и TDP 250 Вт требуют тщательного проектирования систем вентиляции в серверных шасси, чтобы поддерживать температуры GPU и HBM2 в допустимых пределах и избегать снижения частот из-за перегрева. Наличие ECC для памяти HBM2 существенно уменьшает риск ошибок при многосуточных расчётах и критически важных приложениях, таких как научное моделирование, финансовые вычисления и задачи ИИ.

Поддержка стандартных вычислительных API (CUDA, OpenCL, OpenACC, DirectCompute) и интеграция в экосистему фреймворков глубокого обучения позволяют администраторам ЦОД унифицировать программный стек и упростить обновление инфраструктуры при переходе к новым поколениям GPU. Документы по сертифицированным OEM-платформам подтверждают наличие проверенных конфигураций с серверами Dell, HPE, Supermicro и другими производителями, что снижает риски при проектировании и эксплуатации решений на базе Tesla P100 16GB. В совокупности архитектура Pascal, 16 ГБ HBM2, высокая производительность в FP16/FP32/FP64 и официальная поддержка ведущих OEM делают NVIDIA Tesla P100 16GB надёжной и масштабируемой основой для инфраструктур глубокого обучения, инференса LLM и HPC в современных центрах обработки данных.