derecha|miniaturadeimagen|Grabado de André-Marie Ampère, epónimo de arquitectura. Ampere es el nombre en clave de una microarquitectura de unidad de procesamiento de gráficos (GPU) desarrollada por Nvidia como sucesora de las arquitecturas Volta y Turing. Se anunció oficialmente el 14 de mayo de 2020 y lleva el nombre del matemático y físico francés André-Marie Ampère.
Nvidia anunció las GPU de consumo de la serie GeForce 30 con arquitectura Ampere en un evento especial de GeForce el 1 de septiembre de 2020. Nvidia anunció la GPU A100 de 80 GB en SC20 el 16 de noviembre de 2020. Las tarjetas gráficas Mobile RTX y la RTX 3060 basada en la arquitectura Ampere se revelaron el 12 de enero de 2021.
Nvidia anunció el sucesor de Ampere, Hopper, en GTC 2022 y "Ampere Next Next" para un lanzamiento de 2024 en GPU Technology Conference 2021.
Detalles Las mejoras arquitectónicas de la arquitectura Ampere incluyen lo siguiente:
CUDA Compute Capability 8.0 para A100 y 8.6 para la serie GeForce 30 Proceso FinFET de 7 nm de TSMC para A100 Versión personalizada del proceso de 8 nm de Samsung (8N) para la serie GeForce 30 Núcleos Tensor de tercera generación con compatibilidad con FP16, bfloat16, TensorFloat-32 (TF32) y FP64 y aceleración reducida. Los núcleos Tensor individuales tienen 256 operaciones FP16 FMA por segundo, potencia de procesamiento 4x (solo GA100, 2x en GA10x) en comparación con las generaciones anteriores de Tensor Core; el Tensor Core Count se reduce a uno por SM. Núcleos de trazado de rayos de segunda generación; Trazado de rayos, sombreado y cómputo simultáneos para la serie GeForce 30 Memoria de alto ancho de banda 2 (HBM2) en A100 de 40 GB y A100 de 80 GB Memoria GDDR6X para GeForce RTX 3090, RTX 3080 Ti, RTX 3080, RTX 3070 Ti Núcleos FP32 dobles por SM en GPU GA10x NVLink 3.0 con un rendimiento de 50 Gbit/s por par PCI Express 4.0 con soporte SR-IOV (SR-IOV está reservado solo para A100) Función de partición de GPU y virtualización de GPU de múltiples instancias (MIG) en A100 que admite hasta siete instancias PureVideo conjunto de características K decodificación de video de hardware con decodificación de hardware AV1 para la serie GeForce 30 y conjunto de características J para A100 5 NVDEC para A100 Agrega nueva decodificación JPEG de 5 núcleos basada en hardware (NVJPG) con YUV420, YUV422, YUV444, YUV400, RGBA. No debe confundirse con Nvidia NVJPEG (biblioteca acelerada por GPU para codificación/descodificación de JPEG)
Chips
GA100 GA102 GA103 GA104 GA106 GA107
Comparación de la capacidad informática: GP100 vs GV100 vs GA100 Características de la GPU NVIDIA Tesla P100 NVIDIA Tesla V100 NVIDIA A100 Nombre en clave GPU GP100 GV100 GA100 Arquitectura GPU NVIDIA Pascal NVIDIA Volta NVIDIA Ampere Capacidad de cómputo 6.0 7.0 8.0 Hilos / urdimbre 32 32 32 Deformaciones máximas / SM 64 64 64 Max hilos / SM 2048 2048 2048 Max bloques de rosca / SM 32 32 32 Registros máximos de 32 bits/SM 65536 65536 65536 Max registros / bloque 65536 65536 65536 Max registros / subproceso 255 255 255 Tamaño máximo de bloque de hilo 1024 1024 1024 Núcleos FP32 / SM 64 64 64 Relación de registros SM a núcleos FP32 1024 1024 1024 Tamaño de memoria compartida/SM 64 KB Configurable hasta 96 KB Configurable hasta 164 KB Comparación de matriz de soporte de precisión Precisiones principales de CUDA admitidas Precisiones de núcleo de Tensor admitidas FP16 FP32 FP64 INT1 INT4 INT8 TF32 BF16 FP16 FP32 FP64 INT1 INT4 INT8 TF32 BF16 NVIDIA Tesla P4 No Sí Sí No No Sí No No No No No No No No No No NVIDIA P100 Sí Sí Sí No No No No No No No No No No No No No NVIDIA Volta Sí Sí Sí No No Sí No No Sí No No No No No No No Nvidia Turing Sí Sí Sí No No Sí No No Sí No No Sí Sí Sí No No NVIDIA A100 Sí Sí Sí No No Sí No Sí Sí No Sí Sí Sí Sí Sí Sí Leyenda:
FPnn: coma flotante con nn bits INTn: entero con n bits INT1: binario TF32: TensorFloat32 BF16: bflotador16
Comparación del rendimiento de decodificación Flujos simultáneos Decodificación H.264 (1080p30) Decodificación H.265 (HEVC) (1080p30) Decodificación VP9 (1080p30) V100 16 22 22 A100 75 157 108
Pastillas Ampere Pastilla GA100 GA102 GA103 GA104 GA106 GA107 GA10B GA10F Tamaño del pastilla 826mm2 628mm2 496mm2 392mm2 276mm2 200mm2 ? ? Transistores 54.2MM 28.3MM 22MM 17.4MM 12MM 8.7MM ? ? Densidad de transistores 65.6 MTr/mm2 45.1 MTr/mm2 44.4 MTr/mm2 44.4 MTr/mm2 43.5 MTr/mm2 43.5 MTr/mm2 ? ? Clústeres de procesamiento de gráficos (GPC) 8 7 6 6 3 2 2 1 Multiprocesadores de transmisión (SM) 128 84 60 48 30 20 16 12 Núcleos CUDA 12288 10752 7680 6144 3480 2560 2048 1536 Unidades de mapeo de texturas (TMU) 512 336 240 192 120 80 64 48 Unidades de salida de renderizado (ROP) 192 112 96 96 48 32 32 16 Núcleos Tensor 512 336 240 192 120 80 64 48 Núcleos RT N/A 84 60 48 30 20 8 12 Caché L1 24MB 10.5MB 7.5MB 6MB 3MB 2.5MB 3MB ? 192KBpor SM 128KB por SM 192KBpor SM ? Caché L2 40MB 6MB 4MB 4MB 3MB 2MB 4MB ?
Acelerador A100 y DGX A100 El acelerador A100 basado en Ampere se anunció y lanzó el 14 de mayo de 2020. El A100 cuenta con 19,5 teraflops de rendimiento FP32, 6912 núcleos CUDA, 40 GB de memoria gráfica y 1,6 TB/s de ancho de banda de memoria gráfica. Inicialmente, el acelerador A100 solo estaba disponible en la tercera generación del servidor DGX, incluidos 8 A100. El DGX A100 también incluye 15 TB de almacenamiento PCIe gen 4 NVMe, dos CPU AMD Rome 7742 de 64 núcleos, 1 TB de RAM e interconexión HDR InfiniBand con tecnología Mellanox. El precio inicial de la DGX A100 fue de $199 000.
Comparación de aceleradores utilizados en DGX: AceleradorH100A100 80 GBA100 40 GBV100 32 GBV100 16 GBP100 ArquitecturaZócaloFP32CUDACoresFP64 Cores(excl. Tensor)MixedINT32/FP32CoresINT32CoresReloj turboReloj de la memoriaAncho del bus de la memoriaAncho de banda de la memoriaVRAMPrecisión simple(FP32)Precisión doble(FP64)INT8(non-Tensor)INT8Dense TensorINT32FP16FP16Dense Tensorbfloat16Dense TensorTensorFloat-32(TF32)Dense TensorFP64Dense TensorInterconnect(NVLink)GPUTamaño de caché L1Tamaño de caché L2TDPTamaño del chip GPUTransistoresProceso de fabricaciónHopperSXM516896460816896N/A1780 MHz4.8Gbit/s HBM35120-bit3072 GB/sec80 GB60 TFLOPs30 TFLOPsN/A4000 TOPsN/AN/A2000 TFLOPs2000 TFLOPs1000 TFLOPs60 TFLOPs900 GB/secGH10025344 KB (192 KBx132)51200 KB700 W814 mm80 000 millonesTSMC 4 nm N4AmpereSXM4691234566912N/A1410 MHz3.2 Gbit/s HBM25120-bit2039 GB/sec80 GB19.5 TFLOPs9.7 TFLOPsN/A624 TOPs19.5 TOPs78 TFLOPs312 TFLOPs312 TFLOPs156 TFLOPs19.5 TFLOPs600 GB/sGA10020736 KB (192 KBx108)40960 KB400 W826 mm54 200 millonesTSMC 7 nm N7AmpereSXM4691234566912N/A1410 MHz2.4Gbit/s HBM25120-bit1555 GB/s40 GB19.5 TFLOPs9.7 TFLOPsN/A624 TOPs19.5 TOPs78 TFLOPs312 TFLOPs312 TFLOPs156 TFLOPs19.5 TFLOPs600 GB/secGA10020736 KB (192 KBx108)40960 KB400 W826 mm54 200 millonesTSMC 7 nm N7VoltaSXM351202560N/A51201530 MHz1.75 Gbit/s HBM24096-bit900 GB/sec32 GB15.7 TFLOPs7.8 TFLOPs62 TOPsN/A15.7 TOPs31.4 TFLOPs125 TFLOPsN/AN/AN/A300 GB/secGV10010240 KB (128 KBx80)6144 KB350 W815 mm21 100 millonesTSMC 12 nm FFNVoltaSXM251202560N/A51201530 MHz1.75 Gbit/s HBM24096-bit900 GB/sec16 GB15.7 TFLOPs7.8 TFLOPs62 TOPsN/A15.7 TOPs31.4 TFLOPs125 TFLOPsN/AN/AN/A300 GB/secGV10010240 KB (128 KBx80)6144 KB300 W815 mm21 100 millonesTSMC 12 nm FFNPascalSXM/SXM2N/A17923584N/A1480 MHz1.4 Gbit/s HBM24096-bit720 GB/sec16 GB10.6 TFLOPs5.3 TFLOPsN/AN/AN/A21.2 TFLOPsN/AN/AN/AN/A160 GB/secGP1001344 KB (24 KBx56)4096 KB300 W610 mm15 300 millonesTSMC 16 nm FinFET+
Productos que utilizan Ampere
Serie GeForce MX GeForce MX570 (móvil) (GA107) Serie GeForce 20 GeForce RTX 2050 (móvil) (GA107) Serie GeForce 30 GeForce RTX 3050 (móvil) (GA107) GeForce RTX 3050 (GA106 o GA107) GeForce RTX 3050 Ti (móvil) (GA107) GeForce RTX 3060 (móvil) (GA106) GeForce RTX 3060 (GA106 o GA104) GeForce RTX 3060 Ti (GA104 o GA103) GeForce RTX 3070 (móvil) (GA104) GeForce RTX 3070 (GA104) GeForce RTX 3070 Ti (móvil) (GA104) GeForce RTX 3070 Ti (GA104) GeForce RTX 3080 (móvil) (GA104) GeForce RTX 3080 (GA102) GeForce RTX 3080 12GB (GA102) GeForce RTX 3080 Ti (móvil) (GA103) GeForce RTX 3080 Ti (GA102) GeForce RTX 3090 (GA102) GeForce RTX 3090 Ti (GA102) GPU Nvidia Workstation (anteriormente Quadro) RTX A2000 (móvil) (GA107) RTX A2000 (GA106) RTX A3000 (móvil) (GA104) RTX A4000 (móvil) (GA104) RTX A4000 (GA104) RTX A4500 (GA102) RTX A5000 (móvil) (GA104) RTX A5000 (GA102) RTX A5500 (GA102) RTX A6000 (GA102) GPU Nvidia Data Center (anteriormente Tesla) Nvidia A2 (GA107) Nvidia A10 (GA102) Nvidia A16 (4 × GA107) Nvidia A30 (GA100) Nvidia A40 (GA102) Nvidia A100 (GA100) Nvidia A100 80 GB (GA100)
+Productos que utilizan Ampere (por chip) GA107 GA106 GA104 GA103 GA102 GA100 Serie GeForce MX GeForce MX570 (móvil) N/A N/A N/A N/A N/A Serie GeForce 20 GeForce RTX 2050 (móvil) N/A N/A N/A N/A N/A Serie GeForce 30 GeForce RTX 3050 (móvil)GeForce RTX 3050GeForce RTX 3050 Ti (móvil) GeForce RTX 3050GeForce RTX 3060 (móvil)GeForce RTX 3060 GeForce RTX 3060GeForce RTX 3060 TiGeForce RTX 3070 (móvil)GeForce RTX 3070GeForce RTX 3070 Ti (móvil)GeForce RTX 3070 TiGeForce RTX 3080 (móvil) GeForce RTX 3060 TiGeForce RTX 3080 Ti (móvil) GeForce RTX 3080GeForce RTX 3080 TiGeForce RTX 3090GeForce RTX 3090 Ti N/A GPU Nvidia Workstation RTX A2000 (móvil) RTX A2000 RTX A3000 (móvil)RTX A4000 (móvil)RTX A4000RTX A5000 (móvil) N/A RTX A4500RTX A5000RTX A5500RTX A6000 N/A GPU Nvidia Data Center Nvidia A2Nvidia A16 N/A N/A N/A Nvidia A10Nvidia A40 Nvidia A30Nvidia A100
Véase también Unidades de procesamiento gráfico de Nvidia Nvidia NVENC Nvidia NVDEC
Referencias
Enlaces externos Documento técnico de la arquitectura de GPU NVIDIA A100 Tensor Core Documento técnico de la arquitectura de la GPU Nvidia Ampere GA102 Arquitectura de amperios de Nvidia GPU Nvidia A100 Tensor Core Arquitectura NVIDIA Ampere en profundidad
Categoría:Nvidia Categoría:Microarquitecturas gráficas