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NVIDIA Ampere架构深度解析

更新时间：2026-06-17 08:33:40 大小：15K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：nvidiaampere 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、Ampere架构诞生背景

Ampere（安培）架构是NVIDIA在2020年推出的第三代GPU架构，命名取自经典电磁学奠基人安德烈-玛丽·安培，接替上一代的图灵（Turing）架构，面向消费级、数据中心、专业计算三大核心场景推出了不同产品分支。在Ampere发布之前，人工智能训练与推理、高性能计算（HPC）领域对算力的需求呈现指数级增长，传统图灵架构虽然在实时光追和AI计算上完成了初步探索，但在并行计算吞吐量、显存带宽、AI性能密度上已经无法满足市场需求，NVIDIA基于之前两代架构的技术积累，推出了全新的Ampere架构完成技术迭代。

二、Ampere架构核心技术革新

（一）流式多处理器（SM）全新设计

Ampere架构对SM单元进行了重新设计，单SM单元集成128个CUDA核心，对比图灵架构的64个CUDA核心实现了翻倍，同时调整了缓存与调度机制。每个SM单元配备128KB的一级缓存/共享内存，支持灵活分区配置，可根据负载动态分配缓存与共享内存空间，相比图灵架构的64KB容量提升一倍，大幅提升了对数据密集型任务的缓存命中率。

在FP32算力方面，Ampere架构每个SM每个时钟周期可输出128次FP32操作，对比图灵架构提升了一倍，实现了IPC（每时钟周期指令数）翻倍，让单CU核心的通用计算效率大幅提升，这也让Ampere架构的基础浮点算力实现了跨越式增长。

（二）第二代光线追踪核心

Ampere架构搭载了第二代RT Core光线追踪核心，对比第一代图灵架构的RT Core，性能提升了一倍，同时新增了对运动模糊光线追踪的硬件支持。第二代RT Core可以同时完成包围盒相交检测与三角形相交检测，并且支持硬件加速的光线探测，实现了更高的光线追踪效率：在相同核心密度下，光线追踪吞吐量相比上一代提升2倍，能够在游戏中实现更高帧率的实时光追效果，也能够为专业渲染场景缩短渲染时间。


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