NVIDIA 在人工智慧(AI)領域推出了多款專用晶片,以下是主要的 AI 晶片系列:
- Tesla 系列:
- Tesla V100: 基於 Volta 架構,配備 640 個 Tensor Core,專為深度學習訓練和高效能運算設計。
- A100 系列:
- A100: 基於 Ampere 架構,擁有 6,912 個 CUDA 核心和 432 個 Tensor Core,支援多實例 GPU(MIG)技術,可同時處理多個任務。
- H100 系列:
- H100: 基於 Hopper 架構,採用台積電 4 奈米製程,配備 700 億個電晶體,性能較 A100 提升顯著。 數位時代
- Blackwell 系列:
- B200: 最新的 AI 晶片,基於 Blackwell 架構,訓練效能是前代 Hopper 架構的 2.5 倍,推論速度提升 5 倍。 聯合財經
這些晶片廣泛應用於深度學習訓練、推論、高效能運算等領域,滿足不同 AI 工作負載的需求。
NVIDIA 的 Volta、Ampere、Hopper 和 Blackwell 架構是其 GPU 技術演進的幾個重要階段,每一代都針對不同的技術挑戰和應用場景進行了改進和優化。以下是每個架構的主要特點和差異:
1. Volta 架構
- 推出時間: 2017 年
- 代表晶片: Tesla V100
- 核心創新:
- Tensor Core 首次引入: 支援混合精度運算(FP16 和 FP32),大幅提升 AI 訓練效率。
- CUDA 核心升級: 提升傳統 GPU 運算性能。
- 應用場景: 深度學習訓練、高效能運算(HPC)。
- 技術瓶頸:
- 雖然 Tensor Core 提供了顯著的性能提升,但整體功耗和能效比還有進一步優化空間。
2. Ampere 架構
- 推出時間: 2020 年
- 代表晶片: A100
- 核心創新:
- 多實例 GPU(MIG)技術: 將單個 GPU 分成多個虛擬實例,支持多任務並行處理。
- 第三代 Tensor Core: 支援更廣泛的運算精度,包括 BF16、FP64,性能比 Volta 提升約 2 倍。
- 更高的 CUDA 核心數量: 提升傳統圖形和計算性能。
- 應用場景: AI 訓練、推論、科學模擬。
- 進步: 比 Volta 提供更高效的多任務處理和能效。
3. Hopper 架構
- 推出時間: 2022 年
- 代表晶片: H100
- 核心創新:
- Transformer Engine: 專為加速自然語言處理(NLP)模型設計,如 GPT 和 BERT。
- 第四代 Tensor Core: 專注於 FP8 精度的優化,進一步提高性能和能效。
- HBM3 記憶體技術: 更快的記憶體帶寬,適合大規模模型訓練。
- 應用場景: 超大規模 AI 模型訓練(如 ChatGPT)、推論、HPC。
- 技術進步:
- 在 NLP 和大語言模型(LLM)方面表現突出。
- 訓練效能比 Ampere 提升約 3 倍。
4. Blackwell 架構
- 推出時間: 預計 2024 年
- 代表晶片: B100、B200(未正式命名)
- 核心創新:
- 全新架構設計: 擁有更高的效能和能效比。
- 進一步提升訓練與推論性能:訓練效能是 Hopper 的 2.5 倍。推論速度提升 5 倍。
- 應用場景: 下一代 AI 模型訓練與推論,超高效能運算。
- 期待:
- 預計將在大規模生成式 AI(Generative AI)和雲端推論中成為主流。
簡單結論:- Volta → Ampere → Hopper → Blackwell 是 NVIDIA 不斷突破 AI 訓練和推論性能的演進路徑。
- 每一代架構針對 AI 和 HPC 提供更快、更高效的解決方案,從基礎深度學習訓練逐步拓展到 NLP、大語言模型和下一代生成式 AI 的核心支持。