Видеокарта NVIDIA Tesla V100 32GB SXM2 HBM2

NVIDIA Tesla V100 SXM2 32GB — это тензорный GPU-ускоритель дата-центрового класса на архитектуре NVIDIA Volta, ориентированный на обучение и инференс нейросетей, а также высокопроизводительные вычисления (HPC) в составе серверных платформ с модульным интерфейсом SXM2 и межсоединениями NVLink. В официальном даташите V100 Tensor Core GPU указано, что ускоритель совмещает 5120 ядер CUDA, 640 тензорных ядер и 32 ГБ памяти HBM2 с пропускной способностью около 897–900 ГБ/с, обеспечивая значительный прирост производительности по сравнению с предыдущим поколением Pascal. Форм-фактор SXM2 предполагает установку ускорителя на специализированные серверные платы с поддержкой до 6 или 8 GPU, связанных через NVLink, что позволяет задействовать очень высокую межпроцессорную пропускную способность при распределённом обучении и масштабируемом HPC. Для конфигурации SXM2/32GB заявлена пиковая производительность до 7,5 TFLOPS в двойной точности (FP64), 15 TFLOPS в одинарной точности (FP32) и до 125–130 TFLOPS в тензорных операциях (FP16), что делает Tesla V100 одной из ключевых платформ для ИИ и научных вычислений своего поколения. Максимальное энергопотребление модуля в исполнении SXM2 обычно составляет порядка 250 Вт, при этом питание и охлаждение обеспечивает серверная система, а сама плата SXM2 не использует разъёмы PCIe-питания.

Архитектура и ключевые характеристики

Согласно официальной документации NVIDIA, Tesla V100 основана на графическом процессоре GV100 архитектуры Volta, выполненном по 12‑нм техпроцессу и содержащем более 21 млрд транзисторов. GPU реализует до 80 SM (Streaming Multiprocessor), что даёт суммарно 5120 ядер CUDA, а также 640 тензорных ядер, ориентированных на ускорение матричных операций (GEMM) и свёрток в задачах глубокого обучения. В даташите V100 Tensor Core GPU указано, что для варианта SXM2 достигается до 7,5 TFLOPS производительности в FP64, до 15 TFLOPS в FP32 и до 125–130 TFLOPS в тензорных операциях при использовании FP16 с накоплением в FP32. Архитектура Volta включает переработанные SM, увеличенный объём и пропускную способность кешей L1/L2, а также поддержку независимых блоков integer и floating-point, что повышает эффективность смешанных вычислительных нагрузок.

Подсистема памяти Tesla V100 SXM2 32GB представлена 32 ГБ HBM2, подключённой по 4096‑битному интерфейсу с эффективной пропускной способностью около 897–900 ГБ/с. В описании продукта для варианта 32GB SXM2 подчёркивается, что используется полный объём HBM2 (32 ГБ) при той же ширине шины и пропускной способности, что и у 16‑гигабайтной версии, что позволяет размещать более крупные модели, матрицы и наборы данных в памяти одного GPU. Память HBM2 поддерживает ECC, обеспечивая обнаружение и коррекцию одиночных ошибок и обнаружение более сложных сбоев, что критично для многосуточных HPC‑запусков и обучения больших моделей. Форм-фактор SXM2 зафиксирован как модуль с пассивным охлаждением и TDP до 250 Вт; физические размеры и механический интерфейс определены спецификацией SXM2 и предусматривают установку модуля на серверную плату с контактной площадью под разъём SXM2.

В программном плане Tesla V100 полностью поддерживает CUDA, библиотеки для глубокого обучения (cuDNN, NCCL), а также OpenACC, что позволяет переносить существующие HPC‑приложения и AI‑модели на GPU без полной переработки алгоритмов. Тензорные ядра Volta обеспечивают аппаратное ускорение операций над матрицами и тензорами, используемых всеми ключевыми фреймворками глубокого обучения, а поддержка смешанной точности (FP16/FP32/FP64) позволяет балансировать между точностью и производительностью. NVLink, доступный в варианте SXM2, предоставляет межсоединения с пропускной способностью до сотен ГБ/с между GPU, что значительно уменьшает накладные расходы при обмене градиентами и параметрами моделей в распределённых сценариях.

Сценарии применения

В официальных материалах NVIDIA и партнёрских описаниях Tesla V100 SXM2 32GB позиционируется как высокопроизводительный тензорный ускоритель для ключевых задач ИИ и HPC, где требуется максимальная производительность и объём памяти на один GPU. Конфигурация с 32 ГБ HBM2 и возможностью объединения нескольких GPU по NVLink делает эту карту особенно востребованной в крупных AI‑кластерах и суперкомпьютерах.

• Идеально подходит для обучения нейросетей (Deep Learning), включая крупные сверточные сети, трансформеры и гибридные архитектуры, где используются тензорные ядра Volta с производительностью до 125–130 TFLOPS и 32 ГБ HBM2 позволяют размещать большие модели и батчи, а также выполнять распределённое обучение с несколькими GPU по NVLink.
• Подходит для инференса LLM моделей и других систем обработки естественного языка, в которых задействуются модели с большим числом параметров, требующие значительного объёма памяти и высокой пропускной способности, при этом NVLink ускоряет взаимодействие между GPU в сценариях шардирования и тензорного параллелизма.
• Ориентирована на высокопроизводительные вычисления (HPC): вычислительную гидродинамику (CFD), моделирование климата и погоды, квантовую химию, моделирование материалов, методы конечных элементов (FEM) и другие задачи, где критичны показатели FP64 (до 7,5 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‑ускорение даёт кратный прирост производительности по сравнению с CPU‑только решениями.
• Подходит для построения гибридных кластеров CPU+GPU и суперкомпьютеров, где Tesla V100 SXM2 32GB выступает вычислительным сопроцессором, а существующие коды ускоряются при помощи CUDA и OpenACC с минимальными изменениями в исходном коде.
• Применяется в исследовательских и академических проектах по разработке новых алгоритмов ИИ и HPC‑методов, где требуется сочетание большого объёма памяти, высокой вычислительной мощности и быстрой межсвязи между несколькими GPU в одном узле.

Совместимость

Ускоритель NVIDIA Tesla V100 SXM2 32GB предназначен для установки в серверные платформы с поддержкой модульного интерфейса SXM2 и NVLink и поставляется в виде модуля, а не стандартной PCIe‑карты. Конкретные совместимые платформы описаны в официальных документах NVIDIA по сертифицированным OEM‑системам (Certified OEM Platforms for EOL Products и их обновления), где Tesla V100 указана как поддерживаемый продукт.

• Ускоритель протестирован на совместимость с серверными платформами: Dell PowerEdge, которые перечислены в перечнях сертифицированных систем для Tesla V100; в таблицах указаны модели Dell, поддерживающие конфигурации с V100 SXM2 и NVLink в составе высокоплотных GPU‑серверов.
• Поддерживается в системах HPE, включая серверы HPE Apollo и другие платформы, где Tesla V100 (включая SXM2 32GB) указана в разделе «Supported Servers» как официально поддерживаемый ускоритель для задач AI и HPC.
• Совместим с серверными платформами Supermicro, входящими в список NVIDIA Certified OEM Platforms, где указаны системы с поддержкой модулей SXM2 и конфигураций с несколькими Tesla V100, объединёнными по NVLink.
• Может использоваться и в других OEM‑системах, поддерживающих форм-фактор SXM2, интерфейсы NVLink и тепловой/энергетический бюджет порядка 250 Вт на модуль, при условии соблюдения требований, описанных в даташите V100 Tensor Core GPU и документации на конкретную серверную платформу.

Надёжность и эксплуатация в ЦОД

В официальных даташитах и материалах по Volta подчёркивается, что NVIDIA Tesla V100 SXM2 32GB рассчитана на круглосуточную эксплуатацию в центрах обработки данных и суперкомпьютерах, где критичны стабильность, предсказуемое энергопотребление и отказоустойчивость. Поддержка ECC для памяти HBM2 и встроенные механизмы контроля ошибок в вычислительных блоках уменьшают вероятность искажения данных при многосуточных расчётах, что особенно важно для научных исследований, финансового моделирования и обучения крупных AI‑моделей. Форм-фактор SXM2 и использование пассивного охлаждения требуют тщательно спроектированных систем вентиляции и питания на уровне серверной платформы, что учитывается OEM‑поставщиками при разработке GPU‑узлов.

Поддержка стандартных API (CUDA, OpenACC, а также библиотек для глубокого обучения и HPC) и наличие официально сертифицированных OEM‑платформ от Dell, HPE, Supermicro и других производителей упрощают развёртывание и сопровождение решений на базе Tesla V100 SXM2 32GB. В совокупности архитектура Volta с тензорными ядрами, 32 ГБ HBM2, высокая производительность в FP16/FP32/FP64, интерфейс NVLink и поддержка ведущих OEM делают NVIDIA Tesla V100 SXM2 32GB надёжной и масштабируемой основой для инфраструктур глубокого обучения, инференса LLM и высокопроизводительных вычислений в современных центрах обработки данных и суперкомпьютерных системах.