7nm 安培 GPU 深度解析：400W 功率、40GB HBM2、826mm2 巨无霸诞生

等了好久，今晚 NVIDIA 终于正式发布了 7nm 安培 GPU，号称是 8 代 GPU 史上最大的性能飞跃。不过官方并未公布安培 GPU 的技术细节，Anandtech 网站倒是给出了一份详尽的介绍。 在这次的 GTC 2020 大会演讲中，NVIDIA CEO 黄仁勋主要讲的是 HPC 计算、AI 人工智能等领域的内容，目前推出的 A100 大核心也是针对这个领域的，与 3 年前发布的 Volta 架构 V100 核心相比，很多东西都不一样，大家不用太纠结。 先从大的方面来说，V100 核心采用的是 12nm Volta 架构，有 211 亿晶体管，核心面积 815mm2，而A100 核心则是台积电 7N 工艺，应该也是定制版的 7nm 工艺，826mm2，542 亿晶体管，同样是核弹级别的。 V100 核心拥有 80 组 SM 单元，5120 个 CUDA 核心，SXM2/3 架构，而 A100 核心则是 108 组 SM 单元，SXM4 架构，6912 个 CUDA 核心。 在 AI 方面，变化最大，相比 Volta 架构的 640 个 Tensor Core，A100 核心的 Tensor Core 减少到了 432 个，但性能却大幅提升，支持全新的 TF32 运算，浮点性能达到 156TFLOPS，同时 INT8 浮点性能为 624TOPS，FP16 性能为 312TFLOPS。 常规的 FP32、FP64 性能提升则不算明显，从 V100 核心的 15.7.、7.8TFLOPS 提升到了 19.5、9.7TFLOPS。 在频率方面，A100 核心实际上还降低了，从 V100 的 1530MHz 降到了 1.41GHz 左右，毕竟核心规模太大，功耗已经飙升到了 400W，比 V100 的 300/350W 功耗高了不少。 显存方面，A100 配备的也是 HBM2 显存，频率从 1.75Gbps 提升到了 2.4Gbps，位宽 5120bit，相比 V100 的 4096bit 增加了 1024bit，容量也从 16/32GB 增加到了 40GB。 不过 HBM2 的配置有点奇怪，增加 1024bit 理论上应该多 1 组 HBM2，但从核心图上看又是 6 组 HBM2 显存，也许是 2 组 512bit 的？说不定以后还会有完整版的 A100 核心。 不过 HBM2 显存位宽和频率双双提升的结果就是，A100 核心的显存带宽达到了 1.6TB/s，远高于 V100 的 900GB/s，比 AMD 的 Radeon VII 显卡的 1TB/s 带宽还要高。 最后，NVLink 技术也升级到了 3.0 版，带宽从 300GB/s 提升到了 600GB/s，适合服务器领域多卡互联，不过未来应该还会有 PCIe 版的。

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