详解 Nvidia Ampere 架构

最新推荐文章于 2025-03-03 20:44:50 发布

Dr. CV

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分类专栏： Nvidia Graph Card 文章标签：架构 Nvidia

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ueke1/article/details/137374234

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NVIDIA的Ampere架构在计算性能、AI和光线追踪方面取得重大进步，通过增加CUDA核心、第三代TensorCore和第二代RTCore，提升GPU的性能、能效和AI训练效率。A100GPU的MIG功能和PCIe4.0支持使其适用于云计算和数据中心。

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NVIDIA Ampere架构是NVIDIA推出的高性能GPU微架构，它是继Volta和Turing架构之后的新一代技术。Ampere架构在2020年首次发布，并被用于构建多种类型的GPU产品，包括数据中心的A100以及面向消费者的GeForce RTX 30系列显卡。Ampere架构代表了在计算性能、能效和AI加速方面的重大进步。

主要特点和改进：

更多的CUDA核心：Ampere架构显著增加了CUDA核心数量，提高了每个SM（流式处理器）的计算能力，使得整体性能得到大幅提升。
第三代Tensor Core：Ampere引入了第三代Tensor Core，这些专用核心针对AI和深度学习计算进一步优化，支持更高效的混合精度运算，显著提升了AI训练和推理的性能。
第二代RT Core：Ampere架构加入了第二代RT Core，这些核心专门为光线追踪技术设计，提供更高效的光线追踪计算能力，带来更逼真的渲染效果。
更大的内存带宽和容量：Ampere GPU使用了更快的内存技术（如GDDR6X）和更大的内存容量，为大规模数据集和复杂应用提供支持。
改进的能效：Ampere架构在保持或提升性能的同时，也优化了能效比，使得同等能耗下能够执行更多的计算任务。
多实例GPU（MIG）功能：A100引入了多实例GPU功能，允许将GPU划分为多个独立的硬件分区，每个分区可以运行不同的任务，适用于云计算和数据中心环境。
PCI Express 4.0支持：Ampere GPU支持PCI Express 4.0标准，提供比前一代GPU更高的数据传输速度。
支持更多的并发运算：Ampere架构支持更多的并发运算和更复杂的计算任务，适合执行高性能计算（HPC）和复杂的数据分析。
异步复制：提供了一个新的异步复制指令，可将数据直接从全局内存加载到 SM 共享内存中，无需使用中间寄存器文件（RF）。异步复制可减少寄存器文件带宽，更有效地使用内存带宽，并降低功耗。顾名思义，当 SM 执行其他计算时，可以在后台完成异步复制。