在2020年9月的历史性时刻，NVIDIA推出了基于Ampere架构的显卡3080与3090，犹如科技界的璀璨明星，彻底改变了硬件行业的格局。这些新品不仅挑战了上一代的卡皇2080Ti，而且标志着显卡架构的一次重大飞跃。本文将深入解析Ampere架构的亮点及其与图灵架构的显著提升。
Ampere架构早在2020年5月就已经悄然登场，遵循了传统的产品发布顺序，首先亮相的是专为计算领域设计的计算卡，其核心GA100。尽管GA100在计算核心规模和图形卡核心之间存在显著差异，但本文的重点将集中在针对图形处理的GA102核心，尤其是3090所采用的版本。
3090的GPU核心为GA102-300，其设计遵循了GPC-TPC-SM的经典架构。每个3090配备了7个GPC（图形处理集群），每个GPC由6个TPC（纹理处理集群）组成，每个TPC包含2个SM（ Streaming Multiprocessors，流处理器单元）单元，每个SM拥有128个CUDA核心。这样，完整的GA102核心总共提供了惊人的10752个CUDA核心，而3090通过裁剪掉部分TPC，保留了10496个CUDA核心。
尽管3090没有采用完整的GA102核心，但人们对于3090 Ti的期待并未消减，如果真有此款产品，很可能将采用完整的GPU设计。而在Ampere架构中，每个SM单元的威力被进一步强化，不仅L1缓存提升至128KB，RT Core升级到第二代，Tensor Core也进化到了第三代，AI运算性能大幅提升。
在Ampere架构中，SM单元的革新尤为显著。图灵架构曾将INT32与FP32处理分离，但在Ampere中，ALU（算术逻辑单元）支持FP32和INT32，每个SM单元能同时处理64个INT32和64个FP32，或者128个FP32，理论上性能提升了接近两倍。尽管这是否为"误宣传"存在争议，但NVIDIA的创新无疑为游戏体验带来了实质性的提升。
随着Ampere架构的发布，GDDR6X显存也随之而来，其带宽相较于GDDR6有了显著提升。GDDR6X的等效频率高达19~21Gbps，这意味着在相同位宽下，GDDR6X的带宽提升了约35%，最高可达到惊人的912GB/s~1008GB/s，为显卡性能的释放提供了强大的支持。
以3070与3070 Ti为例，NVIDIA的DLSS 2.1技术在Ampere架构下更上一层楼，8K分辨率的性能提升明显，通过深度学习技术，玩家能在8K分辨率下享受原本4K才可能的流畅游戏体验，这在Ampere架构的加持下变得触手可及。
总的来说，Ampere架构带来了革命性的飞跃，RT Core、Tensor Core的升级，以及SM单元性能的大幅提升，展示了NVIDIA的创新精神。然而，对于消费者来说，何时才能以原价购得这些令人期待的30系显卡，仍是个让人关注的问题。无论如何，Ampere架构无疑为未来的图形处理性能树立了新的标杆。
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