Видеокарта NVIDIA Tesla V100 16GB SXM2 HBM2

NVIDIA Tesla V100 SXM2 16GB — это тензорный GPU-ускоритель дата-центрового класса на архитектуре NVIDIA Volta, разработанный для задач глубокого обучения, инференса, высокопроизводительных вычислений (HPC) и аналитики данных в составе серверных платформ с интерфейсом SXM2 и NVLink. В официальном даташите Tesla V100 приводится как флагманский ускоритель поколения Volta, объединяющий 5120 ядер CUDA, 640 тензорных ядер и 16 ГБ высокоскоростной памяти HBM2 с пропускной способностью порядка 900 ГБ/с. Форм-фактор SXM2 предполагает установку ускорителя на специализированные серверные модули с поддержкой NVLink, что позволяет организовывать высокоскоростное взаимодействие между несколькими GPU в пределах одного узла. Заявленная пиковая производительность Tesla V100 в конфигурации SXM2 достигает 7,5 TFLOPS в двойной точности (FP64), 15 TFLOPS в одинарной точности (FP32) и до 120 TFLOPS в тензорных операциях, что даёт ускорителю лидерские позиции в сегменте AI/HPC своего поколения. Максимальное энергопотребление для варианта SXM2 составляет порядка 300 Вт (в зависимости от конфигурации системы охлаждения и профиля мощности), при этом тепловой режим и питание обеспечиваются на уровне серверной платформы с разъёмом SXM2.

Архитектура и ключевые характеристики

В основе NVIDIA Tesla V100 SXM2 16GB лежит графический процессор GV100 архитектуры Volta, выполненный по 12‑нм техпроцессу и содержащий более 21 млрд транзисторов. GPU реализует до 80 SM (Streaming Multiprocessor), что даёт суммарно 5120 ядер CUDA, а также 640 тензорных ядер, ориентированных на операции смешанной точности, используемые в задачах глубокого обучения. В официальных материалах указывается, что Tesla V100 в исполнении SXM2 обеспечивает до 7,5 TFLOPS в FP64, 15 TFLOPS в FP32 и до 120 TFLOPS в тензорных вычислениях, используя формат тензорных операций (FP16 с накоплением в FP32), что даёт многократный прирост производительности по сравнению с предыдущим поколением Pascal. Архитектура Volta включает усовершенствованный иерархический кеш (L1/L2), обновлённые SM и оптимизированный планировщик, что повышает эффективность выполнения смешанных AI/HPC-нагрузок.

Подсистема памяти Tesla V100 SXM2 16GB построена на 16 ГБ HBM2, подключённой по 4096‑битному интерфейсу, с эффективной пропускной способностью порядка 897–900 ГБ/с. В спецификациях отмечается, что память поддерживает ECC, что позволяет обнаруживать и исправлять одиночные ошибки и обнаруживать более сложные сбои, повышая надёжность при длительных вычислительных сериях. Форм-фактор SXM2 реализует установку ускорителя непосредственно на материнской плате серверного модуля через разъём OCP/SXM2 и обеспечивает доступ к высокоскоростным межсоединениям NVLink с пропускной способностью до сотен ГБ/с между GPU. В документации указывается, что вариант SXM2 Tesla V100 ориентирован на кластеры с несколькими GPU на узел, где NVLink используется для ускорения обмена данными между ускорителями в задачах распределённого обучения и масштабируемого HPC.

С точки зрения программной экосистемы Tesla V100 полностью поддерживает CUDA, библиотеки NVIDIA для глубокого обучения (cuDNN, NCCL), а также OpenACC и другие инструменты для портирования HPC-приложений. Тензорные ядра Volta обеспечивают аппаратное ускорение операций матриц (GEMM) и свёрток, использующихся во всех современных фреймворках глубокого обучения, при этом архитектура поддерживает гибкое управление точностью (FP16/FP32/FP64). Официальные материалы подчёркивают, что Tesla V100 является ключевым компонентом платформ NVIDIA для ИИ и HPC, обеспечивая значительный прирост производительности по сравнению с Tesla P100 и другими предшествующими решениями.

Сценарии применения

В официальных документах NVIDIA Tesla V100 SXM2 позиционируется как флагманский ускоритель для задач искусственного интеллекта, обучения и инференса, а также высокопроизводительных вычислений в научных и промышленных центрах обработки данных. Высокая производительность в тензорных операциях, FP32 и FP64, а также использование HBM2 и NVLink делают эту карту ключевым элементом для построения масштабируемых AI/HPC-кластеров.

• Идеально подходит для обучения нейросетей (Deep Learning), включая крупные сверточные, рекуррентные и трансформерные архитектуры, где задействуются тензорные ядра Volta с производительностью до 120 TFLOPS и 16 ГБ HBM2 с пропускной способностью около 900 ГБ/с, позволяющие эффективно обучать модели на больших батчах данных.
• Подходит для инференса LLM моделей и других систем обработки естественного языка, где требуется высокая вычислительная плотность, поддержка смешанной точности и быстрый обмен данными между несколькими GPU по NVLink в рамках одного узла.
• Ориентирована на высокопроизводительные вычисления (HPC): вычислительную гидродинамику (CFD), моделирование климата, квантовую химию, методы конечных элементов (FEM) и другие задачи, где критичны высокие показатели FP64 (до 7,5 TFLOPS) и пропускная способность памяти.
• Используется в задачах аналитики данных и машинного обучения (ML), включая рекомендательные системы, анализ больших массивов данных и построение прогнозных моделей, где GPU ускоряет матричные операции и алгоритмы оптимизации по сравнению с CPU-системами.
• Подходит для реализации гибридных кластеров CPU+GPU и суперкомпьютеров, где Tesla V100 выступает вычислительным сопроцессором, а существующие коды ускоряются при помощи CUDA и OpenACC с минимальными изменениями алгоритмов.
• Применяется в исследовательских и академических проектах, ориентированных на разработку новых моделей ИИ и HPC-методов, где требуется доступ к максимально возможной производительности GPU и высокоскоростной межсоединительной архитектуре NVLink.

Совместимость

Ускоритель NVIDIA Tesla V100 SXM2 16GB предназначен для установки в серверные платформы, поддерживающие модульный интерфейс SXM2 и NVLink, и не реализуется в виде стандартной PCIe-платы. В официальных документах NVIDIA по сертифицированным OEM-платформам (Certified OEM Platforms for EOL Products и их обновлённые версии) Tesla V100 указана как поддерживаемый продукт для ряда серверов ведущих производителей. Это подтверждает тестирование ускорителя в типовых конфигурациях и его совместимость на уровне всей системы.

• Ускоритель протестирован на совместимость с серверными платформами: Dell PowerEdge, которые приведены в перечнях сертифицированных OEM-платформ для Tesla V100; в таблицах указаны конкретные модели Dell, поддерживающие конфигурации с Tesla V100 (16GB и 32GB) в шасси с поддержкой NVLink/SXM2.
• Поддерживается в системах HPE, включая серверы HPE Apollo и другие решения, где Tesla V100 (16GB и 32GB) указана как поддерживаемый ускоритель; соответствующие модели перечислены в разделах «Supported Servers» документа по сертифицированным OEM-платформам.
• Совместим с серверными платформами Supermicro, также входящими в список NVIDIA Certified OEM Platforms, где указаны системы с поддержкой Tesla V100 и NVLink, рассчитанные на установку нескольких модулей SXM2 в одном узле.
• Может использоваться и в других OEM-системах, поддерживающих форм-фактор SXM2, интерфейсы NVLink и соответствующий тепловой и энергетический бюджет (TDP порядка 300 Вт на модуль), при условии соблюдения требований, описанных в официальном даташите Tesla V100 и документации на серверную платформу.

Надёжность и эксплуатация в ЦОД

В официальных даташитах и продуктовых описаниях подчёркивается, что NVIDIA Tesla V100 SXM2 16GB рассчитана на круглосуточную эксплуатацию в центрах обработки данных и суперкомпьютерных комплексах, где критичны стабильность, предсказуемое энергопотребление и отказоустойчивость. Поддержка ECC-памяти HBM2 и встроенные механизмы контроля ошибок в вычислительных блоках уменьшают риск искажения данных при многосуточных вычислительных сериях и работе с критически важными приложениями. Использование форм-фактора SXM2 и NVLink требует тщательно спроектированных систем охлаждения и питания на уровне сервера, что учитывается в OEM-конструкциях и описывается в документации как обязательное условие для корректной эксплуатации.

Поддержка стандартных API (CUDA, OpenACC, а также библиотек для глубокого обучения и HPC) и наличие сертифицированных OEM-платформ от Dell, HPE, Supermicro и других производителей упрощают развёртывание и сопровождение решений на базе Tesla V100 SXM2 16GB. В совокупности архитектура Volta с тензорными ядрами, 16 ГБ HBM2, высокая производительность в FP16/FP32/FP64, интерфейс NVLink и официальная поддержка ведущих OEM делают NVIDIA Tesla V100 SXM2 16GB надёжной и масштабируемой основой для инфраструктур глубокого обучения, инференса LLM и высокопроизводительных вычислений в современных центрах обработки данных и суперкомпьютерных системах.