Kiến trúc GPU Turing là gì? So sánh NVDIA Turing và Pascal

NVIDIA là một trong những nhà sản xuất GPU hàng đầu, luôn mang lại những sản phẩm đột phá và mới mẻ, trong đó phải kể đến kiến trúc GPU Turing. Câu hỏi đặt ra là NVIDIA Turing là gì và điểm gì làm nên sự nổi bật của kiến trúc này so với thế hệ trước đó là Pascal? Bài viết này PCMag sẽ đi sâu vào phân tích.

Kiến trúc Turing là gì?

Turing là kiến trúc đồ họa do NVIDIA phát triển, ra mắt lần đầu tiên vào năm 2018, là nền tảng cho các dòng card đồ họa NVIDIA GeForce RTX và Quadro RTX.

So với những phiên bản trước, kiến trúc Turing mang lại những bước tiến đáng kể, nhất là trong lĩnh vực xử lý ray tracing thời gian thực. Sử dụng cả nhân Tensor và RT Core, kiến trúc này cung cấp sức mạnh đáng kinh ngạc cho ray tracing, nâng cao hiệu suất đồ họa.

Thêm vào đó, kiến trúc Turing nâng cao khả năng xử lý hình ảnh đồ họa với các tính năng nổi bật như: CUDA Cores, Tensor Cores và ROPs (Raster Operations Pipelines), tăng cường hiệu suất xử lý đồ họa và tính toán. Turing còn tích hợp công nghệ DLSS (Deep Learning Super Sampling), giúp cải thiện độ phân giải và chất lượng hình ảnh mà không gây ảnh hưởng đến hiệu suất chung.

Kiến trúc này cũng hỗ trợ công nghệ bộ nhớ GDDR6, mang lại băng thông lớn hơn và tốc độ truyền dữ liệu cao hơn. Tổng thể, kiến trúc Turing đại diện cho một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ đồ họa, đem lại hiệu suất cao và chất lượng hình ảnh xuất sắc cho người dùng.

Ưu điểm của NVIDIA Turing

• Hiệu năng vượt trội: Thiết kế của kiến trúc GPU Turing nhằm mục tiêu đem lại khả năng xử lý đồ họa và tính toán vượt trội so với những phiên bản trước. Nhờ vào sự cải tiến trong hiệu năng và khả năng xử lý đa nhiệm, GPU Turing có thể thực hiện các tác vụ đồ họa và tính toán phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả.
• Ray Tracing: Một điểm nhấn của kiến trúc GPU Turing là sự hỗ trợ cho công nghệ ray tracing thực thời. Ray tracing là kỹ thuật tính toán ánh sáng tiên tiến, tạo ra hình ảnh đồ họa với chất lượng cao, ánh sáng, bóng đổ và hiệu ứng phản xạ tự nhiên. GPU Turing được trang bị các nhân xử lý ray tracing (RT Cores) chuyên biệt, tối ưu hóa để xử lý các tính toán ray tracing một cách hiệu quả.
• Deep Learning: Kiến trúc GPU Turing cũng được tinh chỉnh để phù hợp với các ứng dụng deep learning và AI. Nhờ có các nhân Tensor (Tensor Cores), GPU Turing có thể thực hiện các phép toán tensor một cách nhanh chóng và hiệu quả, hỗ trợ tăng tốc đáng kể quá trình huấn luyện và triển khai các mô hình deep learning.
• Bộ Nhớ GDDR6: Hỗ trợ bộ nhớ GDDR6, GPU Turing sử dụng loại bộ nhớ này để đạt được tốc độ và băng thông cao, tối ưu hóa quá trình trao đổi dữ liệu giữa GPU và bộ nhớ.
• Tích Hợp Công Nghệ Mới: Kiến trúc GPU Turing tích hợp nhiều tính năng và công nghệ mới như Variable Rate Shading (VRS), Mesh Shading và Texture-Space Shading, giúp nâng cao hiệu suất đồ họa và cải thiện chất lượng hiển thị hình ảnh.

Nhược điểm của kiến trúc Turing

• Giá thành cao: Do được trang bị các tính năng và khả năng hiệu suất cao, GPU Turing thường có mức giá cao hơn so với các thế hệ GPU trước.
• Tiêu thụ năng lượng: Kiến trúc Turing có khuynh hướng sử dụng nhiều năng lượng hơn so với những phiên bản trước, đặc biệt là khi xử lý các tác vụ nặng.
• Hạn chế về tương thích: Có thể gặp phải một số hạn chế về tương thích với một số ứng dụng và trò chơi, không được tối ưu hóa hoặc không hoàn toàn tương thích với kiến trúc GPU Turing, nhất là trong những ngày đầu sau khi sản phẩm được giới thiệu.
• Kích thước và cấu trúc:  Do có kích thước lớn hơn so với các thế hệ trước, việc lắp đặt GPU Turing có thể gặp khó khăn trong các hệ thống máy tính nhỏ gọn hoặc có không gian bên trong hạn chế.
• Hỗ trợ phần mềm: Để đảm bảo tương thích tốt nhất, một số phần mềm và driver có thể cần phải được cập nhật để phù hợp với kiến trúc GPU Turing, điều này có thể là một thách thức cho một số người dùng.

So sánh kiến trúc Turing và Pascal

• Hiệu suất: Kiến trúc Turing vượt trội hơn Pascal về hiệu suất nhờ vào việc áp dụng công nghệ mới như Tensor Cores và RT Cores, cho phép xử lý mạnh mẽ các tác vụ AI và đồ họa thời gian thực.
• Hỗ trợ Ray Tracing: Turing đánh dấu sự khởi đầu trong việc áp dụng công nghệ Ray Tracing thời gian thực, mang lại hiệu ứng ánh sáng và bóng đổ chân thực và tự nhiên, một điểm nổi bật không có ở Pascal.
• Tối ưu hóa cho AI và Deep Learning: Turing được thiết kế để cải thiện hiệu quả xử lý trong các ứng dụng AI và Deep Learning, sử dụng Tensor Cores để tăng tốc độ xử lý dữ liệu AI, so với Pascal.
• Tiêu Thụ Năng Lượng: So với Pascal, Turing tiêu thụ nhiều năng lượng hơn do sở hữu nhiều tính năng tiên tiến hơn, dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng cao hơn.
• Giá Thành: Do đã có mặt trên thị trường một thời gian dài, Pascal có giá thành thấp hơn so với Turing, mà lại mang lại hiệu suất cao và nhiều tính năng mới.

Tóm lại, Turing mang lại những bước tiến đáng kể so với Pascal về hiệu suất, hỗ trợ Ray Tracing và AI. Tuy nhiên, Pascal vẫn cung cấp giá trị tốt với chi phí thấp hơn và mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn.

Danh sách các Card đồ họa sử dụng kiến trúc Turning