Ampere (微架构)

安培微架构（）是NVIDIA于2020年5月发布的一个GPU架构。用以取代圖靈微架構（Turing microarchitecture）。命名為「安培」以向法國物理學家安德烈-馬里·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。一度是世界上晶体管最多的晶片，直到後來被蘋果M1 Max擊敗。

NVIDIA在 GTC 2022 上宣布了安培微架构的繼任者霍普(Hopper)，並在 2021 年 GPU 技術大會上宣布了 2024 年發布的「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GPCSM/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GA1008166432644 -4台积电 7nmHBM2826542GA102712128 -1三星 8nmGDDR6X628283GA1044GDDR6393174

 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。

 參考資料 

外部链接
 NVIDIA A100 Tensor Core GPU Architecture whitepaper 
 Nvidia Ampere Architecture 
 Nvidia A100 Tensor Core GPU 
 NVIDIA Ampere Architecture In-Depth 

Category:英伟达微架构