GPU 架构概述 费米（Feimi）、开普勒（Kepler）、麦克斯韦（Maxwell）、帕斯卡（Pashcal）和伏特（Volt）架构

GPU 架构概述

本文主要介绍 NVIDIA GPU 每一代架构的技术发展和架构之间的区别和联系，时间跨度从 2010 年至 2017 年，包括费米（Feimi）、开普勒（Kepler）、麦克斯韦（Maxwell）、帕斯卡（Pashcal）和伏特（Volt）架构。

架构名称	Fermi	Kepler	Maxwell	Pascal	Volta
中文名字	费米	开普勒	麦克斯韦	帕斯卡	伏特
发布时间	2010	2012	2014	2016	2017
核心参数	16 个 SM，每个 SM 包含 32 个 CUDA Cores，一共 512 CUDA Cores	15 个 SMX，每个 SMX 包括 192 个 FP32+64 个 FP64 CUDA Cores	16 个 SM，每个 SM 包括 4 个处理块，每个处理块包括 32 个 CUDA Cores+8 个 LD/ST Unit + 8 SFU	GP100 有 60 个 SM，每个 SM 包括 64 个 CUDA Cores，32 个 DP Cores	80 个 SM，每个 SM 包括 32 个 FP64+64 Int32+64 FP32+8 个 Tensor Cores
特点&优势	首个完整 GPU 计算架构，支持与共享存储结合的 Cache 层次 GPU 架构，支持 ECC GPU 架构	游戏性能大幅提升，首次支持 GPU Direct 技术	每组 SM 单元从 192 个减少到每组 128 个，每个 SMM 单元拥有更多逻辑控制电路	NVLink 第一代，双向互联带宽 160GB/s，P100 拥有 56 个 SM HBM	NVLink2.0，Tensor Cores 第一代，支持 AI 运算，NVSwitch1.0
纳米制程	40/28nm 30 亿晶体管	28nm 71 亿晶体管	28nm 80 亿晶体管	16nm 153 亿晶体管	12nm 211 亿晶体管
代表型号	Quadro 7000	K80 K40M	M5000 M4000 GTX 9XX 系列	P100 P6000 TTX1080	V100 TiTan V

现代计算机的内存结构主要如下：

Fermi 架构

2010 年 NVIDIA 提出 Feimi 架构，最大可支持 16 个 SMs，每个 SM 有 32 个 CUDA Cores，一共 512 个 CUDA Cores，架构设计主要是以