ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第473回

Turingのダイ写真で考えるGeForce RTXシリーズの構造　NVIDIA GPUロードマップ

GeForce RTXシリーズの
アーキテクチャーを大予想

　さて、ここまでは前座でいよいよ本命のGeForce RTXシリーズである。実のところ、こちらもまだ詳細はわかっていない。意識してのことだとは思われるが、NVIDIAはまだTuringアーキテクチャーに関するホワイトペーパーなどを公開しておらず、なのでRT Coreの実装や、SM(Streaming Multiprocessor)がどういう構造になっているのかはさっぱりわからない。

　あるいはNVIDIAが新しく公開したRTX-OPSという指標も、なにをどうやるとこの78T RTX-OPSが算出されるのか不明なままである。

RTX-OPSという指標。GeForce RTX 20シリーズにおけるRTXのレンダリング処理を細かくステージ化し、それがどの部分で処理されるかを示したものだ

　このあたりは今後製品が出荷されるころまでに明らかにされることを期待しつつ、とりあえずイッペイ氏の記事に示されたスペックを基にロードマップを描き直したのが下図である。

2016年～2018年のNVIDIA GPUロードマップ

　CUDAコア数こそ明らかになっているが、その他の話は今のところ未公開なので、これらは全部推定(なので数字には“?”がついている)である。この推定の根拠を説明しよう。

　下の画像はNVIDIA提供の、TU102コアのダイ写真である。ちなみにTU102、というコード名も公式にはまだ明らかにされていない。今までだとGTになりそうだが、あいにくGTシリーズはすでに使われている。あるいはRTXシリーズでR、TuringでTということでRT102、なんて話も出ていたが、TU102というのが一番確度は高いらしい。

TU102コアのダイ写真。元画像が小さいので画像が荒いのはご容赦いただきたい

上の画像をベースに色々書き足してみた。周囲のPadは、GDDR6へのI/Fと思われる

　それはともかくこのTU102の内部ブロックを見ると、大きく6つのブロックがあり、それぞれの中に6行4列の演算ユニットがある。これを6行4列とみるか12行4列とみるかは難しいが、後述の理由により6行4列の方が辻褄が合いやすいので、6行4列案を取る。

　TU102コア(Quadro RTX 8000)は6つのクラスターがあり、それぞれのクラスターが24個のSMを持ち、各々のSMが32演算(Intの場合)を同時に処理すると考えると、CUDAコア総数は6×24×32＝4608となり、Quadro RTX 8000の4608 CUDAコアというスペックに合致することになる。

　問題はGeForce RTXである。GeForce RTX 2080 Tiの場合、コアそのものは間違いなくTU102のままであると思われる。ただしCUDAコアが4352という、謎な数字になっているが、これを6クラスター/32演算で割ると、1クラスターあたり22.6667……SMになる。ただこれも実際には簡単で、1クラスターあたり23SMコアにしつつ、うち2クラスターのみ22SMにすれば、6クラスター合計で136SM、4352CUDAコアになる。

　ちなみにテクスチャーユニットはPascal世代の製品構成を睨みつつ、一応クラスターあたり48ユニットと仮定してみた。一方ROPについては、メモリーコントローラ(32bit)あたり10ユニットと仮定している。

　この結果、GeForce RTX 2080Tiは6クラスターなのでテクスチャーユニットは288ユニット、一方ROPユニットは352bit Bus(32bit×11ch)でメモリーチャネルが11個なので、110ユニットとしている。