Видеокарта NVIDIA Tesla V100 16GB PCIe HBM2

NVIDIA Tesla V100 PCIe 16GB — это тензорный GPU-ускоритель дата-центрового класса на архитектуре NVIDIA Volta, предназначенный для задач глубокого обучения, инференса, высокопроизводительных вычислений (HPC) и аналитики данных в серверах с интерфейсом PCI Express 3.0 x16. Ускоритель выполнен в виде полноразмерной двухслотовой карты PCIe с пассивным охлаждением, поддерживает стандарт PCIe Gen3 x16 и имеет тепловой пакет порядка 250–300 Вт (в зависимости от конкретной реализации и профиля мощности). В официальных материалах Tesla V100 описывается как GPU, объединяющий 5120 ядер CUDA, 640 тензорных ядер и 16 ГБ высокоскоростной памяти HBM2 с пропускной способностью около 897–900 ГБ/с, что позволяет значительно ускорять ключевые AI/HPC-нагрузки. Пиковая производительность Tesla V100 в исполнении PCIe достигает порядка 7 TFLOPS в двойной точности (FP64), около 14 TFLOPS в одинарной точности (FP32) и до 112 TFLOPS в тензорных операциях (FP16), что делает карту одной из базовых платформ для инфраструктур ИИ и научных вычислений своего поколения.

Архитектура и ключевые характеристики

Согласно официальной документации NVIDIA Tesla V100 GPU Accelerator и продуктовому бріфу Tesla V100 PCIe, ускоритель основан на графическом процессоре GV100 архитектуры Volta, изготовленном по 12‑нм техпроцессу и содержащем более 21 млрд транзисторов. GPU реализует до 80 SM (Streaming Multiprocessor), что в сумме даёт 5120 ядер CUDA и 640 тензорных ядер, ориентированных на ускорение матричных операций и свёрток в задачах глубокого обучения. В официальных спецификациях для варианта PCIe указывается, что пиковая производительность составляет до 7 TFLOPS в FP64 и до 14 TFLOPS в FP32, при этом тензорные ядра обеспечивают до 112 TFLOPS в режиме тензорных операций (FP16 с накоплением в FP32). Архитектура Volta включает переработанную структуру SM, увеличенный объём и пропускную способность кешей L1/L2, а также поддержку одновременного выполнения целочисленных и плавающих операций, что повышает эффективность смешанных AI/HPC-нагрузок.

Подсистема памяти Tesla V100 PCIe 16GB реализована на базе 16 ГБ HBM2, подключённой по 4096‑битному интерфейсу и работающей на частоте порядка 876 МГц, что обеспечивает пропускную способность около 897–900 ГБ/с, согласно сводным спецификациям для варианта PCIe 16GB. Память HBM2 поддерживает ECC, позволяя обнаруживать и корректировать одиночные ошибки и обнаруживать более сложные сбои, что крайне важно при многосуточных вычислениях и обучении крупных моделей. Карта Tesla V100 PCIe является полноразмерной (Full Height, Full Length), двухслотовой и подключается по интерфейсу PCIe 3.0 x16; для питания используются два 8‑контактных разъёма, а TDP, в зависимости от конкретной реализации, обычно составляет около 250–300 Вт. Форм-фактор с пассивным радиатором предполагает использование в серверных шасси с направленным воздушным потоком, оптимизированным под охлаждение высокопроизводительных GPU.

В программном плане Tesla V100 PCIe 16GB полностью поддерживает экосистему CUDA, библиотеки cuDNN, NCCL, а также OpenACC и другие инструменты для портирования HPC‑приложений. Тензорные ядра Volta обеспечивают аппаратное ускорение операций GEMM и свёрток, используемых во всех ключевых фреймворках глубокого обучения, а поддержка смешанной точности (FP16/FP32/FP64) позволяет гибко балансировать между точностью и производительностью. Использование PCIe вместо SXM2/NVLink несколько ограничивает пропускную способность связи между GPU, однако делает ускоритель совместимым с широким набором стандартных серверных платформ и рабочих станций.

Сценарии применения

В официальных материалах NVIDIA и описаниях партнёров Tesla V100 PCIe 16GB позиционируется как универсальный тензорный ускоритель для задач ИИ и HPC в центрах обработки данных и высокопроизводительных рабочих станциях. Высокая производительность в FP16/FP32/FP64, 16 ГБ HBM2 с пропускной способностью около 900 ГБ/с и форм-фактор PCIe делают карту подходящей как для обучения, так и для инференса и научных вычислений.

• Идеально подходит для обучения нейросетей (Deep Learning), включая сверточные, рекуррентные и трансформерные архитектуры, где задействуются тензорные ядра Volta с производительностью до 112 TFLOPS и 16 ГБ HBM2 позволяют обучать модели среднего и крупного размера на одном или нескольких GPU.
• Подходит для инференса LLM моделей и других систем обработки естественного языка, где используется смешанная точность и требуется высокая вычислительная плотность в стандартных PCIe‑серверных платформах и рабочих станциях.
• Ориентирована на высокопроизводительные вычисления (HPC): вычислительную гидродинамику (CFD), моделирование климата, квантовую химию, моделирование материалов, методы конечных элементов (FEM) и другие задачи, где критичны показатели FP64 (до 7 TFLOPS) и пропускная способность памяти около 900 ГБ/с.
• Используется в аналитике данных и машинном обучении (ML), включая рекомендательные системы, анализ больших массивов данных, графовые и статистические модели, где GPU ускоряет вычисления по сравнению с CPU‑только решениями.
• Подходит для построения гибридных кластеров CPU+GPU и высокопроизводительных рабочих станций, где Tesla V100 PCIe 16GB выступает вычислительным сопроцессором, а существующие коды ускоряются с применением CUDA и OpenACC.
• Применяется в исследовательских и академических проектах, где требуется сочетание высокой вычислительной мощности, объёма памяти и совместимости с широким спектром серверных платформ и программных стеков.

Совместимость

Ускоритель NVIDIA Tesla V100 PCIe 16GB поставляется в форм-факторе двухслотовой PCIe 3.0 x16 карты с пассивным охлаждением и TDP порядка 250–300 Вт, что требует использования серверных платформ и рабочих станций с поддержкой полноразмерных GPU и двумя 8‑контактными разъёмами питания. Для корректной работы необходим направленный воздушный поток в шасси, рассчитанный на рассеивание тепла от пассивного радиатора ускорителя.

• Ускоритель протестирован на совместимость с серверными платформами: Dell PowerEdge, что подтверждается материалами о сертифицированных платформах и описаниями партнёров, где упоминаются системы Dell с поддержкой Tesla V100 PCIe и возможностью установки нескольких ускорителей в одном сервере.
• Поддерживается в системах HPE, включающих серверы HPE ProLiant и HPE Apollo, где Tesla V100 PCIe указывается как поддерживаемый ускоритель для задач AI и HPC; соответствующие конфигурации представлены в документации и спецификациях OEM.
• Совместим с серверными платформами Supermicro, о чём свидетельствуют материалы Supermicro и партнёров: системы GPU Optimized SuperServer (например, 4029GR-TRT2 и 1028GQ-TRT) поддерживают установку до 10 и до 4 PCIe Tesla V100 соответственно.
• Может использоваться и в других серверных и настольных системах, соответствующих требованиям по интерфейсу PCIe 3.0 x16, форм-фактору FHFL dual-slot, наличию двух 8‑контактных разъёмов питания и обеспечению необходимого воздушного потока, как указано в продуктовом бріфе Tesla V100 PCIe GPU Accelerator.

Надёжность и эксплуатация в ЦОД

В официальных даташитах и материалах по Volta подчёркивается, что NVIDIA Tesla V100 PCIe 16GB ориентирована на круглосуточную эксплуатацию в центрах обработки данных, где критичны стабильность, предсказуемое энергопотребление и отказоустойчивость. Поддержка ECC для памяти HBM2 и встроенные механизмы контроля ошибок в вычислительных блоках уменьшают риск искажения данных и делают карту подходящей для многосуточных вычислительных серий и критически важных приложений. Пассивное охлаждение и высокий TDP требуют тщательно спроектированных систем вентиляции и питания на уровне серверного шасси, что учитывается OEM‑поставщиками в GPU‑оптимизированных системах.

Поддержка стандартных API (CUDA, OpenACC, библиотек для глубокого обучения и HPC), совместимость с широким спектром серверных платформ (Dell, HPE, Supermicro и другие) и наличие оптимизированных GPU‑серверов упрощают развёртывание и масштабирование решений на базе Tesla V100 PCIe 16GB в корпоративных и научных ЦОД. В совокупности архитектура Volta с тензорными ядрами, 16 ГБ HBM2, высокая производительность в FP16/FP32/FP64, форм-фактор PCIe и поддержка ведущих OEM делают NVIDIA Tesla V100 PCIe 16GB надёжной и универсальной основой для инфраструктур глубокого обучения, инференса LLM и высокопроизводительных вычислений в современных центрах обработки данных.