Nvidia Drive Thor: 2.000-TFLOPS-SoC ersetzt Atlan für autonomes Fahren

Die vor anderthalb Jahren vorgestellte Plattform Drive Atlan ist schon wieder Geschichte bei Nvidia und wird durch Drive Thor mit einer Leistung von 2.000 TFLOPS ersetzt. Sie soll mit 2025 aber im selben Jahr einsatzbereit sein. Thor ist ein Zentralcomputer mit Funktionen für autonomes Fahren, Monitoring, Infotainment und mehr.

Mit der Ankündigung von Drive Thor sorgt Nvidia zur Herbstausgabe der GTC für eine größere Überraschung. Drive Atlan von der GTC im Frühjahr 2021 ist damit bereits Geschichte, sodass die aktuelle Plattform Drive Orin einen neuen Nachfolger erhält, der mehr leisten, aber nicht später auf den Markt kommen soll. Nvidia prognostiziert, dass Autohersteller Drive Thor bei ihren Modellen des Baujahrs 2025 einsetzen können.

Drive Atlan war ein 1.000-TOPS-SoC

Drive Atlan war ein bis zu 1.000 TOPS (INT8) starkes System-on-a-Chop (SoC), das sich unter anderem aus einer Hopper-GPU, die damals noch unter dem Namen Ampere-Next lief, einer Grace-Next-CPU, einer BlueField-DPU, Beschleunigern für Deep Learning und Sicht sowie weiteren Funktionsblöcken zusammensetzte. Im weiteren Verlauf der Hausmesse war bekannt geworden, dass Drive Atlan die doppelte Leistung pro Watt im Vergleich zur aktuellen Plattform Drive Orin liefern sollte.

Hopper + Hopper-Next + Grace

Für Drive Thor nennt Nvidia jetzt die dreifache Leistung pro Watt in Relation zu Drive Orin. Auch Drive Thor ist ein integriertes SoC, das eine Hopper-GPU, eine noch neuere Generation GPU alias Hopper-Next und eine Grace-CPU mit Arm-Kernen in sich trägt. Dass bei Drive Atlan noch von einer Grace-Next-CPU und neuerdings auf den Präsentationsfolien nur noch von einer Grace-CPU ohne „Next“ die Rede ist, bedeute nicht, dass die Arm-CPU eine Generation älter ausfällt. Nvidia zählt die CPU von Drive Thor zur selben Produktfamilie und hat sich schlichtweg das „Next“ gespart. Was die Grace-CPU auf Drive Thor zum Grace CPU Superchip unterscheidet, wollte Nvidia noch nicht offenlegen, weil Arm die IP noch nicht angekündigt hat. Der Grace CPU Superchip nutzt die neuen Neoverse-V2-Kerne, sodass auf Drive Thor vermutlich bereits die dritte Generation alias „V-Next“ zum Einsatz kommen wird. Laut Nvidia nutzt Drive Thor aktualisierte Arm-Poseidon-AE-Cores, wobei Poseidon der Codename von V-Next ist, während die Neoverse V2 unter „Demeter“ liefen und die erste Generation intern „Zeus“ heißt. „AE“ steht für „Automotive Enhanced“ und somit das Automotive-Segment.

2.000 TFLOPS bei FP8 statt INT8

Die Leistung gibt Nvidia mit 2.000 TFLOPS für FP8 an. Auf den ersten Blick entspricht dies einer Verdoppelung gegenüber den 1.000 TOPS von Drive Atlan und einer Verachtfachung gegenüber Drive Orin mit 254 TOPS, doch bislang war bei Nvidia stets von Tera Operations Per Second (TOPS) mit INT8 statt Tera Floating Point Operations Per Second (TFLOPS) mit FP8 die Rede. Laut Nvidia hätten Entwickler bislang Genauigkeit beim Wechsel von FP32 zu INT8 im neuronalen Netz verloren, mit FP8 sei dies nicht der Fall. Arm, Intel und Nvidia streben derzeit eine Erweiterung des in der Norm IEEE 754 definierten Aufbaus von Gleitkommazahlen um FP8 an. Das FP8-Format kann in der Ausführung E5M2 mit fünf Bits für den Exponenten und zwei Bits für die Mantisse sowie als E4M3 mit vier Bits für den den Exponenten und drei Bits für die Mantisse vorliegen.

Transformer Engine in den Tensor Cores

Drive Thor beinhaltet zudem erstmals die sogenannte Transformer Engine aus den Tensor Cores von Hopper. Die Transformer sind in jüngster Zeit der dominierende Bestandteil neuronaler Netze geworden. Diesen Durchbruch haben sie ihrer Eigenschaft zu verdanken, dass sie – anders als ältere rekurrente neuronale Netze – sequentielle Daten parallel statt sequentiell verarbeiten können, was das Training riesiger Modelle in vergleichsweise kurzen Zeiträumen ermöglicht. Die Inferencing-Leistung speziell dieser Deep-Learning-Architektur soll sich gegenüber Ampere um bis zu Faktor 9 steigern lassen.

Ein Chip für drei Betriebssysteme

Die Anzahl der im Auto benötigten Steuergeräte soll Drive Thor massiv reduzieren und in einem Zentralcomputer vereinen. Neben dem assistierten und automatisierten Fahren ist das SoC für digitale Kombiinstrumente, das Monitoring von Fahrer und weiteren Personen im Auto sowie die Wiedergabe des Infotainmentsystems und Rear-Seat-Entertainments geeignet. Drive Thor ist zu den Betriebssystemen Linux, QNX und Android kompatibel. Per Multi-Domain-Computing lassen sich die einzelnen Funktionen isoliert auf der Hardware ausführen (MIG, Multi-Instance GPU). Durch die Bündelung mehrerer Funktionen auf einem SoC anstelle mehrerer dedizierter Steuergeräte stellt Nvidia den Autoherstellern einen geringeren Entwicklungsaufwand, entschlackte Lieferketten, reduzierte Kosten, ein niedrigeres Gewicht und weniger Kabel in Aussicht.

Geely-Marke Zeekr setzt auf Drive Thor

Nvidia nennt für das Drive-Thor-SoC 77 Milliarden Transistoren in der Ausführung mit 2.000 TFLOPS. Abnehmer der Plattform können die Leistung nach ihren Wünschen den verschiedenen Einsatzgebieten zuweisen und abermals auch mehrere Drive Thor via NVLink-C2C zusammenschließen. Die chinesische Premium-Automarke Zeekr des Inhabers Geely will Drive Thor bereits Anfang 2025 in ersten Fahrzeugen anbieten. Derzeitige Abnehmer von Drive Orin sollen einen einfachen Wechsel auf Drive Thor für spätere Neufahrzeuge durchführen können.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von Nvidia unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungszeitpunkt.