英伟达(NVIDIA )Ada Lovelace GPU架构

摘要：NVIDIA的Ada Lovelace架构是其在2022年推出的一种先进的GPU架构，以纪念被认为是世界上第一位计算机程序员的数学家Ada Lovelace。这一架构在多个方面进行了重大创新，显著提升了图形、AI和计算工作负载的性能，以下是其主要特点：

NVIDIA的Ada Lovelace架构是其在2022年推出的一种先进的GPU架构，以纪念被认为是世界上第一位计算机程序员的数学家Ada Lovelace。这一架构在多个方面进行了重大创新，显著提升了图形、AI和计算工作负载的性能，以下是其主要特点：

核心架构与性能

• CUDA核心与流多处理器（SM）：Ada Lovelace架构的GPU拥有大量CUDA核心，例如RTX 4090的AD102芯片包含18,432个CUDA核心。此外，其SM进行了显著增强，尤其是在光线追踪工作负载方面，提供了更高的性能。

• 第三代RT核心：光线追踪性能大幅提升，与上一代Ampere架构相比，Ada的第三代RT核心在光线与三角形的交点计算上速度提高了2倍。此外，Ada RT核心还引入了两个新硬件单元：Opacity Micromap Engine和Displaced Micro-Mesh Engine，分别用于加速透明度处理和减少复杂几何对象的BVH构建时间和存储需求。

• 第四代Tensor核心：Tensor核心的AI计算性能相比上一代提高了4倍。这些核心支持FP8精度数据类型，并提供独立的浮点和整数数据路径，以加速混合浮点和整数计算。

• 缓存与内存：Ada架构GPU拥有更大的缓存，如96MB的L2缓存，是Ampere架构的16倍。此外，RTX 5000 Ada显卡配备了32GB的GDDR6显存。

AI与深度学习

• DLSS 3：Ada Lovelace架构支持DLSS 3，通过生成额外的高质量帧来提高性能。与DLSS 2.0相比，DLSS 3的帧率提高了2倍。

• 神经网络处理单元（NPU）：RTX 500和1000 Ada显卡内置NPU，用于轻型本地AI计算，有效提高了计算和图形处理的效率。

视频与编码

• AV1编码器：Ada架构的第八代硬件编码器（NVENC）支持AV1编码，相比H.264效率提高了40%。这为广播、流媒体和视频通话带来了更好的体验。

虚拟化与数据中心

• 数据中心GPU：基于Ada Lovelace架构的NVIDIA L40和L4 GPU为数据中心和边缘服务器部署提供了强大的图形和计算能力。例如，L40 GPU在FP32计算性能上是上一代A40 GPU的2倍。

• 虚拟工作站支持：支持NVIDIA RTX Virtual Workstation软件，允许将个人工作站转换为多个高性能虚拟工作站实例。

制程与能效

• 4N制程：Ada Lovelace架构采用了TSMC的4N制程，专为NVIDIA GPU设计，允许在芯片中集成更多的处理单元和内存。尽管RTX 4090的Boost Clock频率比上一代RTX 3090 Ti高出660MHz，但其功耗保持不变，整体能效提高了2倍。