NVIDIA L40Sとは？その性能や用途についてNVIDIA A100との違いを解説【トゥモロー・ネット テックブログ】

NVIDIAは、深層学習・人工知能（AI）におけるタスク処理を高速かつ確実に実行するGPUを開発しています。「NVIDIA L40S」も、AIやグラフィックスパフォーマンスのためのGPUとして有名になりました。

しかし、NVIDIA L40Sとは、どのような性能を有したGPUなのでしょうか。

本記事では、「NVIDIA L40S」の性能や用途について解説します。前世代モデルである「NVIDIA A100」との比較もしてるので、ぜひ参考にしてください。

NVIDIA L40Sとは

NVIDIA L40Sは、美しいモデリングやアニメーションシーンの作成に貢献するGPUです。AIコンピューティングとグラフィックス、メディア高速化を組み合わせたハイエンド向けGPUとしても知られており、レンダリングなど別のシーンでも使用できる汎用性に注目が集まりました。

NVIDIA Ada Lovelace GPU アーキテクチャに基づいて設計されたGPUでもあり、第4世代 TensorコアとFP8 Transformer Engineが搭載されているのがポイントです。1.45ペタフロップスを超えるTensor処理能力を実現でき、複雑なAIワークフローにも対応します。

NVIDIA L40SとNVIDIA A100の違い

「NVIDIA L40S」は前世代「NVIDIA A100」に改良を加えたモデルでもあるため、性能差をチェックしておきましょう。

	NVIDIA L40S	NVIDIA A100 80GB SXM
利用用途	生成AI向けユニバーサルGPU	マルチノードAI向け最上級性能
GPUアーキテクチャ	NVIDIA Ada Lovelace	NVIDIA Ampere
FP64	N/A	9.7 TFLOPS
FP32	91.61 TFLOPS	19.5 TFLOPS
RTコア	212 TFLOPS	N/A
TF32 Tensor コア	366 TFLOPS	312 TFLOPS
FP16/BF16 Tensor コア	733 TFLOPS	624 FLOPS
FP8 Tensor コア	1466 TFLOPS	N/A
INT8 Tensor コア	1466 TOPS	1248 TOPS
GPU メモリー	48 GB GDDR6	80 GB HBM2e
GPU メモリー帯域幅	864 GB/s	2039 GB/s
パイプライン / CUDA コア	10752	18176
L2 キャッシュ	96 MB	40 MB
メディアエンジン	3 NVENC (+AV1) 3 NVDEC 4 NVJPEG	0 NVENC 5 NVDEC 5 NVJPEG
消費電力（TDP）	最大 350W	最大 400 W
フォームファクター	2-slot FHFL	8-way HGX
インターコネクト	PCIe Gen4 x 16: 64 GB/s	PCIe Gen4 x 16: 64 GB/s
テクスチャの充填率	589.7	1,431
補助電源コネクタ	8ピンEPS	1x 16ピン
NVENC | NVDEC	3x | 3x（+AV1 デコード）	1x | 2x（+AV1 デコード）
電源コネクター	16 ピン CPU	8 ピン CPU

「NVIDIA L40S」は「NVIDIA A100」と比較してほぼ同等もしくはそれ以上の推論性能を持つように開発されたGPUであり、上位互換モデルとして活用できます。

この両者において、コンピュート用途での差異について比較すると以下のような内容で異なります。

コンピュート用途での差異比較とまとめ

• 　FP8 / Transformer Engine
• 　倍精度浮動小数点数対応
• 　メモリ容量・帯域
• 　MIG（マルチインスタンスGPU）
• 　NVLINK対応など

「NVIDIA L40S」についてはハイブリッドのGPUで計算に強いだけでなく、グラフィックのメンテにおいても柔軟性があり、最先端のスピードは求めないが万能なGPUを求めるお客様に効果的です。

より高度な計算を素早く実行したいときは、「NVIDIA L40S」の方が利便性が高いと言えるでしょう。

NVIDIA L40Sの性能について

「NVIDIA L40S」には、下記の機能が搭載されています。一口にGPUと言ってもモデルや種類ごとに性能が異なるため、導入前に比較しておきましょう。

NVIDIA L40Sに搭載されている機能

第4世代Tensorコア

ディープラーニングに特化した演算回路であり、2024年時点における最新モデルである第4世代を搭載しています。AIで強化するグラフィックス機能をDLSSで加速させるなど複合的な使い方もでき、解像度を格段にアップできるのも特徴です。

第3世代RTコア

スループットとコンカレント レイトレーシングとシェーディング機能が強化されています。モーションブラーの軽減にも最適で、美しく滑らかなアニメーション生成が可能です。スループット、コンカレント レイトレーシング、シェーディング機能も前世代モデルより強化されているので、レイトレーシングのパフォーマンスが向上しました。

NVIDIA Ada Lovelace アーキテクチャCUDA コア

混合精度ワークロード向けの拡張16ビット演算機能を使用しています。3Dモデル開発やCAE（Computer-Aided Engineering）シミュレーションのパフォーマンスを向上させます。電力効率も向上し、ハイクオリティな計算が省エネで実現するようになっています。

効率性とセキュリティ

NEBSレベル3に対応する強固なセキュリティ環境で稼働しています。最大限のパフォーマンスを実現できるよう、NVIDIA によって設計・構築・テスト・サポートされています。24時間365日稼動するエンタープライズ向けのデータセンター運用にも最適です。

Transformer Engine

「Transformer Engine」は、Ada Lovelaceの第4世代 Tensorコアを利用しているのが特徴です。AIパフォーマンスの劇的な加速を実現し、メモリ使用率を大幅に改善しました。

FP8とFP16の精度を自動的に再構築し、より高速な AI パフォーマンスを実現できるのもメリットです。

DLSS 3

「DLSS 3」は革新的なAIグラフィックス技術であり、高品質な追加フレームを生成できるのがポイントです。超高速のレンダリングと滑らかなフレームレートを可能とし、さまざまなシーンで役立ちます。まるで現実かのような滑らかなアニメーションを生成でき、違和感を最小限に抑えます。

以下は、「NVIDIA L40S」のスペック詳細一覧です。

GPUアーキテクチャ	NVIDIA Ada Lovelace アーキテクチャ
GPUメモリー	48GB GDDR6 ECC付き
メモリー帯域幅	864GB/s
インターコネクトインターフェース	PCle Gen4 × 16 : 64GB/s 双方向
NVIDIA Ada Lovelace アーキテクチャベースの CUDA コア	18,176
NVIDIA 第3世代 RT コア	142
NVIDIA 第4世代 Tensor コア	568
RTコア性能TFLOPS	209
FP32 TFLOPS	91.6
TF32 Tensor コア TFLOPS	183 | 366
BFLOAT16 Tensor コア TFLOPS	362.05 |  733
FP16 Tensor コア	362.05 |  733
FP8 Tensor コア	733 | 1,466
ピークINT8 Tensor TOPS	733 | 1,466
ピークINT4 Tensor TOPS	733 | 1,466
フォームファクター	4.4(H) × 10.5(L),デュアルスロット
ディスプレイポート	4x DisplayPort 1.4a
最大消費電力	350W
電源コネクター	16-pin
サーマル	パッシブ
仮想GPUソフトウェア対応	Yes
NVENT NVDEC	3x | 3x (AV1エンコードとデコードを含む）
ルートオブトラスト対応セキュアブート	Yes
NEBS準拠	Level3
MIGサポート	No
NVIDIA NVLinkサポート	No

NVIDIA L40Sの活用シーン

「NVIDIA L40S」の代表的な活用シーンとして、下記が挙げられます。

【NVIDIA L40Sの代表的な活用シーン】

• 　生成AIの作成
• 　3Dグラフィックスの作成
• 　LLMのトレーニングと推論
• 　レンダリング
• 　メタバースアプリケーションの作成・運用

例えば、画像・動画・3D・360 HDRiなど、ありとあらゆるコンテンツを画像プロンプトから生成できるようになります。画像や動画の編集だけでなく、仮想世界にデジタルアバターを設置して縦横無尽に操作するなど、多角的な活用法があるのがポイントです。

その他、生成AIを活用すればカスタマイズされた会話やアニメーションを楽しむこともでき、ソフトウェアやゲームで展開できるなど道が広がります。

また、科学の分野で活用すれば分子構造と機能を短時間で学習して新薬候補の開発を急げるなど、社会的な利益も大きくなります。

AIは、推論によってイノベーションを促進するのも得意なので、シミュレーションの自動化やスピード化にも最適です。これまで膨大な手間と時間がかかっていた処理が短時間で終えられるようになり、業務効率化を促進できます。

まとめ

「NVIDIA L40S」は2023年8月にリリースされたGPUであり、美しいグラフィックスの作成を可能にしています。単精度浮動小数点（FP32）スループットの高速化と電力効率の向上に役立つCUDAコアを搭載しており、生成AIやシミュレーションの自動化などありとあらゆるシーンで活用できるようになりました。また、「NVIDIA L40S」は前世代モデルである「NVIDIA A40」と比較して最大5倍の推論性能を持っているのも特徴です。

トゥモロー・ネットでご支援できること

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