NVIDIA Tesla（エヌビディア テスラ）は、NVIDIAのデータセンター用のGPU製品シリーズ。GeForceやQuadroをベースとしており、NVIDIA初のGPGPU専用製品である。2017年のVoltaマイクロアーキテクチャ以降は Tesla という名称が消え、単に頭に NVIDIA が付くだけになった。

 概要 
汎用CPUに比べて浮動小数点演算性能が高く、高性能計算市場での使用を意図した製品であり、TOP500のスーパーコンピュータでも多数採用されている。主な用途は機械学習のディープラーニング、シミュレーション、大規模な計算（特に浮動小数点演算）、高品質の画像生成などで、APIとしてCUDAやOpenCL、DirectComputeを使用する。

なお同社製グラフィックス製品であるGeForceやQuadroとは異なり、TeslaシリーズはC2050/C2070などの一部を除いてディスプレイ出力を持たず、完全に演算用途に特化している。

競合となるのはAMDのAMD FireStream（AMD FirePro Sシリーズ）である。

Kepler世代以降のTeslaは353.06ドライバでOpenCL 1.2に対応しているが、それ以前のG80からFermiまではOpenCL 1.1までの対応となる。

 仕様と構成 
表中の性能欄は、単精度／倍精度浮動小数点の理論演算性能（ピーク時）である。

 Teslaマイクロアーキテクチャ 
2007年6月20日発表。G80ベースのx870シリーズは単精度浮動小数点演算のみの対応であり、倍精度浮動小数点演算は実行できない。

 構成 機種名 GPU数 グラフィックスクロック (MHz) CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS)形状など CUDAコア数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) GPUコンピューティングプロセッサ1 C870 1 600 128 1350 77 GDDR3 384 1.5 1.6 0.519 N/A フルハイトビデオカード デスクサイト・スーパーコンピュータ1 D870 2 600 256 1350 154 GDDR3 384 3 1.6 1.037 N/A デスクサイドシステム/ラックマウント装置 GPUコンピューティングサーバ1 S870 4 600 512 1350 307 GDDR3 384 6 1.6 2.074 N/A 1Uラック C1060 コンピューティングプロセッサ2 C1060 1 602 240 1296 102 GDDR3 512 4 0.800 0.933 0.078 フルハイトビデオカードIEEE 754r 機能 S1070 1UGPUコンピューティングサーバ2 S1070 4 602 960(240×4) 1296/1440 408(102×4) GDDR3 512 16(4×4) ? 3.73/4.14 0.311/0.345 1UラックIEEE 754r 機能
注釈
 1 NVIDIAが明らかにしていない仕様については、GeForce 8800 GTXからの推測。
 2 NVIDIAが明らかにしていない仕様については、GeForce GTX 280からの推測。

 Fermiマイクロアーキテクチャ 
2009年11月6日発表。ハーフレートの倍精度演算性能を実現している（倍精度の理論演算性能は単精度の場合の1/2になっている）。

 機種名 GPU数 グラフィックスクロック (MHz) CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS)形状など CUDAコア数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) C20503, 5 1 575 448 1150 144 GDDR5 384 3 1.5 1.03 0.515 フルハイトビデオカードIEEE 754r 機能 画面出力機能付き C20703, 5 1 575 448 1150 144 GDDR5 384 6 1.5 1.03 0.515 C20753, 6 1 575 448 1150 144 GDDR5 384 6 1.5 1.03 0.515 M2050 1 575 448 1150 148 GDDR5 384 3 1.546 1.03 0.515 フルハイト/パッシブ・ヒートシンク型 M2070 1 575 448 1150 150 GDDR5 384 6 1.566 1.03 0.515 M2090 1 650 512 1300 177 GDDR5 384 6 1.85 1.331 0.665 S2050 4 575 1792 1150 148 GDDR5 384 12 1.55 4.13 2.06 1Uラック
注釈
 3 NVIDIAが明らかにしていない仕様については、Quadro 6000からの推測。
 5 
 6 GF110 () ベース

 Keplerマイクロアーキテクチャ 
最初の製品であるTesla K10は2012年5月16日に発表された。GK104ベースのK10は単精度の理論演算性能は高いものの、倍精度の理論演算性能が極端に低く（単精度の場合の1/24）、科学技術計算向けではなく信号処理・画像処理向けのソリューションという位置付けになっている。なおGK110ベースとなるK20およびK40、そしてGK210ベースとなるK80における倍精度の理論演算性能は単精度の場合の1/3となっている 。2014年に発表されたTesla K8もGK104ベースだが、K8はTeslaシリーズ初の1スロット省スペース製品となる。

Fermiマイクロアーキテクチャでは SM（ストリーミング・マルチプロセッサー）と呼ばれていた概念が、KeplerマイクロアーキテクチャではSMXという名称になった。GK104/GK110の各SMXが搭載する代表的なユニットは下記である 。
 192 CUDAコア。16 CUDAコアを1グループとして、12グループ搭載する。
 64K個の32ビットレジスタ。合計256KB。
 L1キャッシュ 64KB。このうち 16KB/32KB/48KB を共有メモリとして使用。共有メモリからは1サイクルで最大256B読み出せる。
 読み取り専用キャッシュ 48KB。
 特殊関数ユニット (SFU) 32個。三角関数、対数関数などを計算。

Fermi同様、各スレッド（コア）はワープ (warp) 単位で動作させる（1ワープは32スレッド）。ワープ内のスレッドは同期し、それぞれ同じ命令を実行する。16 CUDAコアを1グループとしているので、32スレッドに命令が行き渡るには2サイクル以上必要となる。その他、Kepler世代ではワープ内で共有メモリを介することなくデータ交換を可能にするシャッフル命令が実装されている。なおCompute capability (CC) に関しては、GK104はCC 3.0、GK110はCC 3.5、そしてGK210はCC 3.7となるが、CC 3.5以上ではDynamic ParallelismやHyper-Qといった機能を備えている。

フルスペックGK104では512KB、またフルスペックGK110/GK210では 1536KB (1.5MB) の L2 キャッシュを全 SMX で共有し、このキャッシュを経由して DRAM にアクセスする。。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SMX数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) K8 7 1 1536 8 693811 (Boost) 160 GDDR5 256 8 2.5 2.132.49 (Boost) 0.090.10 (Boost) フルハイト/1スロット型 K10 8 2 3072(1536x2) 8x2 745 320(160x2) GDDR5 256 8(4x2) 2.5 4.577(2.288x2) 0.191(0.095x2) フルハイト/パッシブ・ヒートシンク型 K20 1 2496 13 706 208 GDDR5 320 5 2.6 3.52 1.17 K20X 1 2688 14 732 250 GDDR5 384 6 2.6 3.95 1.31 K40 1 2880 15 745875 (Boost) 288 GDDR5 384 12 3 4.295 (Boost) 1.43 K80 2 4992(2496x2) 13x2 562875 (Boost) 480(240x2) GDDR5 384 24 2.5 5.68.74 (Boost) 1.87
注釈
 7 GK104ベース
 8 GK104 (GeForce GTX 690) ベース

 Maxwellマイクロアーキテクチャ 
MaxwellではKeplerよりもさらに倍精度サポートが削られている（単精度の場合の1/32）。M4/M40は主に機械学習・ディープラーニング向けのソリューションとして提供されている 。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) M6 1 153612950

1051 (Boost)147.3 GDDR5 256 82.53.6 (Boost)0.11 (Boost) MXM M60 2 4096(2048x2)32

(16x2)899

1178 (Boost)320

(160x2) GDDR5 256 16(8x2)2.59.65

(4.825x2)0.3

(0.15x2) フルハイト M4 1 10248517

1074 (Boost) 88 GDDR5 128 42.75 2.2 (Boost) 0.07 (Boost) ロープロファイル/パッシブ M40 1 3072 24 9481114 (Boost) 288 GDDR5 384 123 5.86.8 (Boost) 0.180.21 (Boost) フルハイト/パッシブ・ヒートシンク型

 Pascalマイクロアーキテクチャ 
最初の製品であるTesla P100は2016年4月に発表された。16nmプロセスルールを採用。GP100ベースのP100では、Fermi世代のようなハーフレートの倍精度対応のほか、ダブルレートの半精度対応も実現されている（半精度の理論演算性能は単精度の場合の2倍になっている）。メモリに第2世代のHigh Bandwidth Memory (HBM2) を採用する。NVIDIA独自のインターコネクト規格であるNVLinkにも対応し、これまでプロセッサ間の通信ボトルネックとなっていたPCI Expressを大幅に超える伝送帯域幅を実現できる。

GP102ベースのP40およびGP104ベースのP4では、倍精度の理論演算性能は単精度の場合の1/32になっている。また、SMあたりのCUDAコア数は128、共有メモリも96KBとなっており、Maxwellアーキテクチャに近い。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) P4 1 2560 20 8101063 (Boost) 192 GDDR5 256 83 4.155.44 (Boost) 0.130.17 (Boost)ロープロファイル P40 1 3840 30 13031531 (Boost) 346 GDDR5 384 247.25 10.0111.76 (Boost) 0.310.36(Boost)フルハイト P100 PCIe 1 3584 56 11891328 (Boost) 540 /
720 HBM2 4096 12 /
160.715 9.5 (Boost) 4.8 (Boost)フルハイト/

パッシブ P100 SXM2 135835613281480 (Boost)720HBM24096160.71510.6 (Boost)5.3 (Boost)NVLink/
パッシブ

 Voltaマイクロアーキテクチャ 
最初の製品であるTesla V100は2017年5月に発表された。12nmプロセスルールを採用。行列演算を実行するための専用プロセッサ「Tensor Core」を搭載する。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) V100 PCIe 1 5120 80 12451380 (Boost) 900 HBM2 4096 160.876 14 (Boost) 7 (Boost)フルハイト/

パッシブ V100 SXM215120801312
1530 (Boost)900HBM24096160.87615 (Boost)7.5 (Boost)NVLink/
パッシブ

 Turingマイクロアーキテクチャ 

Tesla T4が2018年9月に発売された。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) T4 1 2560 40 585
1590 (Boost) 320 GDDR6 256 161.25 8.1 不明フルハイト

 Ampereマイクロアーキテクチャ 

最初の製品であるTesla A100は2020年5月に発売された。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) A211280不明1440
1770 (Boost)200GDDR6128166.254.5310.14ハーフハイト A101921684885
1695 (Boost)600GDDR638424不明31.240.976フルハイト A1645120
(1280x4)20885
1695 (Boost)800
(200x4)GDDR6128x464
(16x4)6.2518.432
(4.608x4)1.0848フルハイト/
2スロット A3013584128930
1440 (Boost)933HBM23072241.21510.325.161フルハイト/
2スロット A40110752841305
1740 (Boost)696GDDR6384487.25137.421.168フルハイト/
2スロット A100 PCIe 1 6912 108 765
1410 (Boost) 1555 HBM2 5120 40 / 80不明 19.5 9.7フルハイト/
2スロット A100 SXM1555
2039不明

 Hopperマイクロアーキテクチャ 

最初の製品であるTesla H100は2022年3月に発売された。

 機種名 GPU数 CUDA メモリ 性能単精度(TFLOPS) 性能倍精度(TFLOPS) 形状など CUDAコア数 SM数 CUDAコアクロック (MHz) 最大帯域幅 (GB/s) バス規格 バス幅 (bit) 総容量 (GiB) クロック (GHz) H100 PCIe1145921141065
1650 (Boost)2000HBM2e512080不明4824フルハイト/
2スロット H100 SXM 1 16896 132 3350 HBM3不明 60 30 H200 SXM4800HBM3e141不明6734SXM