架构@黄氏刀法 眼花缭乱！NVIDIA官方确认7nm安培首发割了一刀
近日 ， NVIDIA正式揭晓了全新一代GPU架构“安培”(Ampere) ， 其庞大的规模、精妙的架构令人惊叹 ， 同时不出意外、一如既往 ， 首发核心又被割了一刀 。
首先需要注意的是 ， 不同于此前首发帕斯卡架构的Tesla P100、伏特架构的Tesla V100 ， 这次的新计算卡被简单地叫做“A100” ， 并没有冠以Tesla的品牌序列 ， 具体原因不详 ， 可能是想用于更广泛领域 。
与此同时 ， 新的核心则被叫做“A100 Tensor Core GPU” ， 突出张量核心的关键作用 ， 而核心代号按惯例延续为GA100 。
GA100设计了8组GPC(GPU处理集群) ， 每一组GPC里又分为8组TPC(纹理处理集群) ， 而每组又分为两组SM(流式多处理器) ， 然后每组SM包含64个FP32 CUDA核心(流处理器) 。
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这样一来 ，
一颗完整的GA100芯片就一共有128组SM、8196个流处理器 ， 而这种分组结构和以往的NVIDIA GPU架构是一致的 。
同时 ， 每一组SM里还有4个第三代Tensor核心 ， 整颗芯片内共计512个 ， 外部则搭配六颗HBM2显存 ， 每颗8GB ， 12个512-bit控制器 ， 总位宽6144-bit 。
另外 ， 二级缓存从6MB猛增至40MB ， 每组SM单元的共享内存从最多96KB增至164KB、寄存器容量还是256KB ， 但整颗芯片寄存器达到27MB 。
GA100芯片采用台积电第一代7nm(N7)工艺制造 ， 核心面积达
826平方毫米
， 相比上代12nm GV100仅增大了11平方毫米(0.13％) ， 但晶体管数量从211亿个猛增至
542亿个
， 多了接近1.6倍 ， 同时功耗控制在400W(增加33％) ， 可见新架构和新工艺的威力 。
如此庞大的核心在量产初期显然会受制于良品率问题 ， 所以实际使用的A100核心未达成完整规格 ， 但和以往简单屏蔽整组计算单元不同 ， 这次砍得略有些复杂 。
GPC单元屏蔽了整整一组 ， 但剩余的也并未全部开启 ， 其中两组GPC也各自屏蔽了一个TPC(两组SM) ， 导致总的SM单元为108个、流处理器为6912个、Tensor核心为432个 。
核心加速频率1410MHz ， 比前两代其实都低了 ， 但整体性能在飞跃 。
显存也没有逃过刀法 ， 只开启了五组HBM2 ， 所以总容量为40GB ， 总位宽为5120-bit ， 频率1215MHz ， 带宽1555GB/s ， 比上代增加73％ 。
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具体到每个SM单元 ， 其中的Tensor核心数量虽然从8个减少到4个 ， 但每一个每时钟周期都支持多达256个FP16FP FMA操作 ， 合计就是1024个 ， 相比伏特、图灵架构翻了一番 。
新的Tensor核心还支持对所有数据类型加速 ， 包括FP16、BF16、TF32、FP64、INT8、INT4、Binary 。
更精细的专业细节这里就不展开了 ， 你们也没啥兴趣 。
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【架构@黄氏刀法 眼花缭乱！NVIDIA官方确认7nm安培首发割了一刀】三代架构首发核心规模对比
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