安培微架构

Nvidia Ampere

制造工艺	台积电 7 nm（专业） 三星 8 nm（消费）
历史
前代产品	图灵（消费） 伏打（专业）
后继产品	爱达·勒芙蕾丝（消费） 霍普（专业）

安培微架构（Ampere）是NVIDIA于2020年5月发布的一个GPU架构。用以取代图灵微架构（Turing microarchitecture）。命名为“安培”以向法国物理学家安德烈-马里·安培（André-Marie Ampère）致敬。Ampere架构拥有晶体管达540亿，是三星8nm级芯片。是世界上晶体管最多的芯片，直到后来被苹果M1 Max击败。

NVIDIA在 GTC 2022 上宣布了安培微架构的继任者霍普微架构(Hopper)，并在 2021 年 GPU 技术大会上宣布了 2024 年发布的“Ampere Next Next”。

硬件

• NVIDIA A100 Tensor Core GPU基于NVIDIA Ampere架构，是针对 AI、数据分析和 HPC的GPU。

• DGX A100系统集成8个NVIDIA A100 Tensor Core GPU、有着320GB内存，拥有NVIDIA Mellanox® HDR 200Gbps互连以及5Petaflops 的AI性能。

• DGX SuperPOD是140台DGX A100系统运用MellanoxHDR 200Gbps InfiniBand互连技术组成的一个集群，AI计算能力达到了700Petaflops。

• NVIDIA EGX™ A100是NVIDIA于2020年5月发布的基于Ampere架构的一款边缘AI平台。

• NVIDIA GeForce 30系列
  • GeForce RTX 3050
  • GeForce RTX 3060
  • GeForce RTX 3060Ti
  • GeForce RTX 3070
  • GeForec RTX 3070Ti
  • GeForce RTX 3080 10GB
  • GeForce RTX 3080 12GB
  • GeForce RTX 3080Ti
  • GeForce RTX 3090
  • GeForce RTX 3090Ti

核心配置

核心代号	GPC	SM/GPC	每个SM含有的各类核心						制程	显存支持	芯片面积（mm2）	晶体管数（亿个）
			单精度浮点核心	双精度浮点核心	32位整数核心	张量运算核心	光线追踪核心	纹理映射单元
GA100	8	16	64	32	64	4	-	4	台积电 7nm	HBM2	826	542
GA102	7	12	128	-			1		三星 8nm	GDDR6X	628	283
GA104	4									GDDR6	393	174

• 在作为计算卡专用的GA100核心中，和其前身一样，每个SM中安排有32个双精度浮点核心；在作为非计算卡使用的GA102等核心中，这些双精度浮点核心被替换为两倍数量的单精度浮点核心。由于单精度浮点核心事实上作为绝大多数游戏的流处理器，因此单个SM表观流处理器数量达到上一代的2倍，RTX 3070的流处理器数量达到近6千个，接近上代旗舰RTX 2080 Ti；但相应的，用单精度浮点核心模拟双精度的效率并不高，因此游戏显卡的双精度浮点计算速度（主要作用于挖矿和深度学习等应用）相较上代并没有明显提升。
• 晶体管密度：GA100使用台积电7nm制程达到约6600万/mm²，GA102、GA104使用三星8nm制程达到约4500万/mm²，而上代的图灵全系列均使用台积电12nm制程，仅达到约2500万/mm²。
• A100显卡中每个SM私有的L1/共享内存容量达到了192KB，相比于前代V100显卡的128KB增加了1.5倍。

记录

2020年7月，根据MLPerf基准测试结果，NVIDIA宣布安培打破16项世界纪录，包括加速器的八项基准测试和集群DGX SuperPOD的八项。

外部链接

• NVIDIA A100 Tensor Core GPU Architecture whitepaper （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Nvidia Ampere Architecture （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Nvidia A100 Tensor Core GPU （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• NVIDIA Ampere Architecture In-Depth （页面存档备份，存于互联网档案馆）