Ampere (微架構)

安培微架構（Ampere）是NVIDIA於2020年5月發布的一個GPU架構。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架構擁有電晶體達540億，是三星8nm級晶片。^[1]是世界上電晶體最多的晶片，直到後來被蘋果M1 Max擊敗^[2]。

Nvidia Ampere

製造工藝	台積電 7 nm（專業） 三星 8 nm（消費）
歷史
前代產品	圖靈（消費） 伏打（專業）
後繼產品	愛達·勒芙蕾絲（消費） 霍普 (微架構)（專業）

NVIDIA在 GTC 2022 上宣布了安培微架構的繼任者霍普（英語：Hopper (microarchitecture)）(Hopper)，並在 2021 年 GPU 技術大會上宣布了 2024 年發布的「Ampere Next Next」。

硬體

• NVIDIA A100 Tensor Core GPU基於NVIDIA Ampere架構，是針對 AI、資料分析和 HPC的GPU。^[3]

• DGX A100系統整合8個NVIDIA A100 Tensor Core GPU、有著320GB主記憶體，擁有NVIDIA Mellanox® HDR 200Gbps互連以及5Petaflops 的AI效能。^[4]

• DGX SuperPOD是140台DGX A100系統運用MellanoxHDR 200Gbps InfiniBand互連技術組成的一個叢集，AI計算能力達到了700Petaflops。^[5]

• NVIDIA EGX™ A100是NVIDIA於2020年5月發布的基於Ampere架構的一款邊緣AI平台。^[6]

• 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

核心組態

核心代號	GPC	SM/GPC	每個SM含有的各類核心						製程	視訊記憶體支援	晶片面積（mm2）	電晶體數（億個）
			單精度浮點核心	雙精度浮點核心	32位元整數核心	張量運算核心	光線追蹤核心	紋理對映單元
GA100	8	16	64	32	64	4	-	4	台積電 7nm	HBM2	826	542
GA102	7	12	128	-			1		三星 8nm	GDDR6X	628	283
GA104	4									GDDR6	393	174

• 在作為計算卡專用的GA100核心中，和其前身一樣，每個SM中安排有32個雙精度浮點核心；在作為非計算卡使用的GA102等核心中，這些雙精度浮點核心被替換為兩倍數量的單精度浮點核心。由於單精度浮點核心事實上作為絕大多數遊戲的流處理器，因此單個SM表觀流處理器數量達到上一代的2倍，RTX 3070的流處理器數量達到近6千個，接近上代旗艦RTX 2080 Ti；但相應的，用單精度浮點核心類比雙精度的效率並不高，因此遊戲顯示卡的雙精度浮點計算速度（主要作用於挖礦和深度學習等應用）相較上代並沒有明顯提升。
• 電晶體密度：GA100使用台積電7nm製程達到約6600萬/mm²，GA102、GA104使用三星8nm製程達到約4500萬/mm²，而上代的圖靈全系列均使用台積電12nm製程，僅達到約2500萬/mm²。
• A100顯示卡中每個SM私有的L1/共享主記憶體容量達到了192KB，相比於前代V100顯示卡的128KB增加了1.5倍。

記錄

2020年7月，根據MLPerf基準測試結果，NVIDIA宣布安培打破16項世界紀錄，包括加速器的八項基準測試和叢集DGX SuperPOD的八項。^[7]