NVIDIA Tegra Parker e Xavier: Pascal e Vega nelle auto del futuro

NVIDIA Tegra Parker e Xavier sono i prossimi SoC pensati per il settore dell'automotive, che sfruttano la potenza delle GPU Pascal e Vega.

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NVIDIA punta molto sul settore del'automotive, e i SoC Tegra Parker e Tegra Xavier lo dimostrano in modo inequivocabile. Entrambi sono basati sul processo produttivo FinFET di TSMC. Parker combina due GPU Pascal e due CPU con design Denver, mentre Xavier offre otto core ARM, ma specificatamente progettati per NVIDIA. Questo, secondo la società di Santa Clara, dovrebbe portare ad un miglioramento prestazionale senza precedenti, andando ad impattare direttamente anche sull'efficienza energetica. Per ora non ci sono riscontri sull'utilizzo di questi processori in altri ambiti, ad esempio quello mobile, messo un po' da parte dalla casa di Santa Clara nell'ultimo periodo. Come sappiamo, NVIDIA sta investendo fortemente per prendersi una fetta di mercato nel settore dell'automotive, con tante case - anche di grande spicco - che stanno stringendo partnership proprio con l'azienda statunitense

Parker con CPU Denver migliorate

Il SoC Tegra Parker è basato sul processo produttivo a 16 nm e si fregia di una GPU con architettura Pascal. Questa ha sotto la scocca circa 250 CUDA core, gli stessi presenti nelle GPU desktop uscite nel corso del 2016. I core Denver sono basati sul disegno ARM v8 e, al loro fianco, troviamo altri quattro core ARM Cortex-A57 con HMP (Heterogeneous Multi-Processor Architecture). I core Denver e quelli A57 condividono una cache L2 da 2 MB: i primi possiedono anche una sotto cache da 128K+64K, che sui secondi si ferma a 48K+32K. La RAM sotto la scocca del system-on-a-chip Parker è fissata a 128 byte LPDDR4, con un bandwidth fino a 50 GB/s e correzione ECC. Il display engine è capace di gestire fino a tre ingressi DisplayPort con piena compatibilità con l'HDR e con il 4K a 60 FPS.
NVIDIA ha affermato che le unità di calcolo Denver 2 sono le più avanzate mai create dalla società americana, e che l'affiancamento dei core ARM A57 ha portato un significativo aumento delle prestazioni finali rispetto ai core Denver di prima generazione. Le unità di calcolo beneficiano di ottimizzazioni dinamiche del codice, di un'architettura improntata sulla super-scalabilità e di numerosi stati per la bassa potenza, fondamentali per il target a cui Parker si riferisce. A detta di NVIDIA, questo consente al proprio SoC di guadagnare un 40% di velocità rispetto al chip A9X di Apple. NVIDIA comunque non rivelerà tutti gli scopi a cui ha adibito Tegra Parker, e per adesso conosciamo solo il fatto che sarà impiegato per le automobili.

La cosa certa è che la combinazione di core ad elevata potenza - come lo sono quelli Denver - con unità più improntate verso l'efficienza energetica - i core ARM - lo rendono un SoC dalle spiccate performance sigle threaded.Tegra Parker supporta anche la cosiddetta SoC virtualization, grazie alla quale esso è capace di pilotare fino a otto macchine virtuali, ognuna con la sua pipeline grafica dedicata. NVIDIA, chiaramente, fornirà le sue soluzioni software per fornire la migliore esperienza di virtualizzazione nel caso si utilizzi il SoC Tegra. Quest'ultimo è totalmente compatibile anche con il decoding e l'enconding in 4K a 60 FPS, con l'Ethernet-AVB, Dual CAN, QSPI per l'automotive, eMMC 5.2 e con l'interfaccia SATA per lo storage, oltre che con la PCI-E. Il Tegra Parker è, per intenderci, il system-on-a-chip visto su Drive PX2, il quale però arriva con altro spazio per il supporto di una scheda grafica in formato MXM. Drive PX2 possiede 12 core per la CPU, quattro GPU Pascal (due Tegra e due in formato MXM) con potenza computazionale FP32 fino a 8 TFLOPS e fino a 24 TFLOPS INT8.

Xavier con core personalizzati per NVIDIA

Alla conferenza GTC Europe 2016, NVIDIA ha parlato anche del SoC di fascia più elevata, noto come Tegra Xavier. I dettagli sul chip sono pochi a dire la verità, e non arriverà sul mercato prima di un anno a questa parte. La società di Santa Clara è però stata molto chiara nel dire che la famiglia Tegra non punterà più sul mercato mobile ma andrà a porre il focus sul settore dell'automotive, offrendo alte prestazioni per le auto a guida autonoma.
Xavier ha 7 miliardi di transistor, quasi quanti ne ha la GPU GP104, e sarà costruito attorno al processo produttivo FinFET+ a 16 nm di TSMC. NVIDIA ha affermato che Xavier possiederà otto core ARM personalizzati, con l'assenza di unità di calcolo Denver. La particolarità del chip Xavier è la sezione grafica, che avrà architettura Volta con 512 CUDA core. Attualmente però non sappiamo molto su di essa, e NVIDIA ha mantenuto il silenzio in merito.
Le aspettative nei confronti di Xavier sono notevoli: l'azienda statunitense si aspetta di ottenere 20 Deep Learning Tera-Ops (DL TOPS), che ricordiamo essere un'alternativa alla misurazione tramite INT8, i dati con cui lavorano i SoC dedicati al deep learning.

Gli ingegneri NVIDIA hanno dichiarato che il system-on-a-chip avrà un TDP di 20 W, o meglio, di un Deep Learning Tera-Ops per Watt - quindi 20 DL TOPS starebbero a 20 W, appunto. Ancora, a livello hardware sottolineiamo la presenza di un paio di display engine in grado di computare video fino a risoluzione 8K.
Essendo un SoC di fascia alta, NVIDIA lo considera un "AI supercomputer", con spiccata affinità con le operazioni INT8, che gli regalano enorme capacità nel gestire le reti neurali più veloci e con cospicua richiesta di deduzione.

NVIDIA Il tentativo di NVIDIA di inserirsi nel settore dell’automotive non è casuale, ma deriva da una politica ben precisa che prevede l’investimento mirato in questo ambito, forte della sua posizione sul mercato delle schede video discrete. Non è la prima volta che NVIDIA tenta di guadagnare share in altri settori: pensiamo ai system-on-a-chip Tegra per mobile, coi quali la società di Santa Clara non ha però avuto la fortuna sperata. Oltre all’automotive, attualmente, NVIDIA sta puntando forte sul mercato server, andando a combattere con concorrenti ben più affermati, come IBM o HP. Per quanto riguarda invece l’automotive, la speranza degli ingegneri dell’azienda è stata completamente riposta nella potenza computazionale dei nuovi core Denver, che a tale iterazione sono stati affiancati da unità di calcolo Cortex di ARM. Xavier è però il SoC più atteso, ma arriverà non prima del Q4 2017, per essere spedito quindi ai clienti solo nel 2018.