英伟达GPU架构是支撑现代AI计算的核心技术,其设计通过多代科学家人名命名的架构(如Turing、Ampere、Hopper)持续优化深度学习性能, 关键亮点包括:张量核心加速混合精度计算、NVLink高速互联提升带宽、光线追踪与AI渲染融合。以下是核心特点分述:
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架构演进与科学命名
从Volta引入张量核心开始,Turing架构新增INT8/INT4支持,Ampere优化稀疏矩阵计算,Hopper集成FP8精度Transformer引擎,Blackwell则实现FP4推理。每代架构均以科学家命名(如Turing致敬计算机之父,Hopper纪念编程先驱),体现技术传承与创新。 -
硬件设计突破
- 并行计算单元:SM(流多处理器)配备CUDA核心、张量核心及RT核心,例如TU102 GPU含68个SM,单精度浮点算力达14.2 TFLOPS。
- 高速互联技术:NVLink带宽达900GB/s(HBM2显存),解决数据搬运瓶颈;多GPU协作通过NVSwitch扩展。
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AI与图形融合
Turing架构首次将光线追踪与DLSS(深度学习超采样)结合,通过AI实时渲染提升画质;Ampere的TF32格式加速训练,Hopper的FP8进一步降低大模型推理能耗。
未来Rubin架构将延续AI优化方向,暗物质研究命名隐喻其探索未知计算的野心。掌握这些架构特性,可高效选择适配AI训练、图形渲染或科学计算的GPU方案。