What is Fermi?(4)

 

变化巨大 SM架构解析

既然NVIDIA宣称在GF100上采用了第三代流式多处理器（Streaming Multiprocessors，简称SM阵列）设计，那么我们接下来就再来看看，NVIDIA在SM阵列设计上发生了什么样的变化。

NVIDIA表示，在第三代SM阵列架构方面引入了多项改进，能够让SM阵列性能更加强大，并且在可编程方面以及效率方面也将会获得很高的提升。

 

流式多处理器（SM）解析

NVIDIA每次进行架构方面的调整，都会对SM阵列当中的流处理器（在GF100中，NVIDIA称之为CUDA Core，CUDA核心）数量进行调整。在G80当中，每组SM阵列包含有16个流处理器；而到了GT200核心之后，SM阵列当中增加到了24个；最新的GF100当中则提升到了32个。另外，除了最新的GF100，原有的G80以及GT200核心当中，均为8个流处理器为一组，G80的一个SM当中包含两组，GT200的SM当中为三组。在GF100核心当中，不再刻意为流处理器核心进行分组。

Writer/WhatisFermi4_D423/SM_thumb.jpg" width="260" border="0" /> SM阵列逻辑架构图

从图中可以看到，每个SM阵列均包含了一个Instruction Cache（顶部蓝色方框，指令高速缓存，负责接收存储线程块）、两个Warp Scheduter（第二行两个橙色方框，Warp调度器，负责为后面的Core将线程块分解为线程）、两个Dispatch Unit（第三行两个橙色方框，分派单元，负责分派由Warp调度器分配后的指令）、Register File（第四行蓝色方框，寄存器文件，存储分派单元的warp）、32个CUDA Core（绿色正方形方框，CUDA核心，负责运算指令）、16个Load/Store Unit（核心右侧标有"LD/ST"的绿色方框，载入/存储单元，负责运算线程地址）、4个Special Function Unit（最右侧标有“SFU”的绿色方框，特殊功能单元，负责执行其他抽象指令）、64KB Shared Memory/L1 Cache（倒数第5行蓝色方框，64KB高速缓存，可灵活划分为共享存储器和L1缓存使用）、Uniform Cache（倒数第四行蓝色方框，统一高速缓存）、4个Texture Unit（倒数第三行深蓝色方框，纹理单元，进行纹理填充）、Texture Cache（倒数第二行蓝色方框，纹理高速缓存）以及PolyMorph Engine（最下一行黄色方框，多形体引擎，曲面细分的主要部分）。