واحد پردازش گرافیکی NVIDIA GA100 یکی از قدرتمندترین تراشه‌های گرافیکی تاریخ است که در قلب معماری Ampere قرار دارد. این GPU به‌طور خاص برای تسریع در محاسبات علمی، آموزش مدل‌های یادگیری عمیق و کاربردهای HPC (محاسبات با کارایی بالا) طراحی شده است. GA100 پایه‌ی سخت‌افزاری پردازنده‌های مشهور NVIDIA A100 است و توانسته تحولی چشمگیر در عملکرد، مقیاس‌پذیری و بهره‌وری ایجاد کند.
معماری Ampere: نسل جدید قدرت
Ampere دومین نسل از معماری‌های تسریع‌شده توسط Tensor Core است و جانشین مستقیم معماری Volta به حساب می‌آید. GA100 به‌عنوان پرچم‌دار این نسل، بهینه‌سازی‌های گسترده‌ای را در زمینه‌های زیر ارائه می‌دهد:
تراکم بیشتر ترانزیستور: حدود ۵۴ میلیارد ترانزیستور در یک قالب ۸۲۶ میلی‌مترمربعی
فرآیند ساخت ۷ نانومتری TSMC
حافظه کش L2 بزرگ‌تر و سریع‌تر
پشتیبانی از نسل سوم Tensor Core و NVLink 3.0
ویژگی‌های فنی کلیدی NVIDIA Ampere GA100
| ویژگی | مشخصات |
| فرآیند ساخت | ۷nm (TSMC) |
| تعداد ترانزیستور | ۵۴ میلیارد |
| مساحت قالب | ۸۲۶ mm² |
| CUDA Cores (در نسخه کامل) | 8192 |
| Tensor Cores | نسل سوم، با پشتیبانی از FP64, TF32, INT8, INT4 |
| حافظه | تا 80 گیگابایت HBM2e (در نسخه SXM) یا GDDR6 در نسخه PCIe |
| پهنای باند حافظه | تا 2 TB/s در نسخه HBM2e |
| NVLink | نسخه سوم با پهنای باند تا 600 GB/s |
| چند GPU | پشتیبانی از MIG (Multi-Instance GPU) |
قدرت محاسباتی
NVIDIA Ampere GA100 یکی از معدود GPUهایی است که توانایی محاسبات FP64 در سطح بالا را دارد، که برای شبیه‌سازی‌های علمی، CFD و تحلیل داده‌های سنگین حیاتی است. همچنین با معرفی فرمت TF32، NVIDIA تعادلی بی‌نظیر میان دقت و سرعت برای آموزش مدل‌های یادگیری عمیق ایجاد کرده است.
- FP32 Performance: تا 19.5 TFLOPS
- TF32 with sparsity: تا 312 TFLOPS
- FP64 Performance: تا 9.7 TFLOPS
قابلیت MIG – GPU چندبخشی در NVIDIA Ampere GA100
یکی از نوآوری‌های خاص GA100، پشتیبانی از MIG (Multi-Instance GPU) است. این قابلیت به کاربران اجازه می‌دهد تا یک GPU را به حداکثر ۷ بخش مجزا تقسیم کنند. هر بخش دارای منابع محاسباتی، حافظه و مسیرهای اختصاصی خود است، که بهره‌وری در محیط‌های اشتراکی را بسیار افزایش می‌دهد.
کاربردهای NVIDIA Ampere GA100
- آموزش و استنتاج مدل‌های AI بزرگ
- تحقیقات علمی و محاسبات فیزیکی
- شبیه‌سازی‌های پیشرفته در حوزه هوافضا و خودروسازی
- تحلیل داده‌های عظیم در مراکز داده و cloud computing
چیپست GA100 دقیقاً چیست؟
GA100 یک GPU (Graphics Processing Unit) مبتنی بر معماری Ampere هست که توسط NVIDIA طراحی شده و به‌عنوان هسته‌ی مرکزی کارت‌های گرافیکی سری NVIDIA A100 به‌کار رفته. این چیپ بزرگ‌ترین و قدرتمندترین GPU در خانواده Ampere محسوب می‌شه.
کارت‌هایی که از GA100 استفاده می‌کنن:
| مدل کارت گرافیک | فرم فاکتور | توضیحات |
| NVIDIA A100 40GB PCIe | PCIe | نسخه اولیه‌ی A100 |
| NVIDIA A100 80GB PCIe | PCIe | نسخه پرظرفیت A100 |
| NVIDIA A100 40GB SXM4 | SXM4 | مخصوص دیتاسنترها با عملکرد بالاتر |
| NVIDIA A100 80GB SXM4 | SXM4 | بالاترین بازده، مخصوص سرورهای HGX |
| NVIDIA A100 PCIe for Red Hat / Ubuntu | PCIe | با پشتیبانی نرم‌افزاری خاص برای HPC و AI |
چیپ NVIDIA Ampere GA100 در کارت‌های دیگر استفاده نشده چون:
بسیار بزرگ و پیچیده است (826 mm²) و برای استفاده عمومی مناسب نیست.
برای دیتاسنتر و محاسبات علمی / یادگیری ماشین طراحی شده، نه برای گیمینگ یا دسکتاپ.
نسخه‌های دیگر معماری Ampere مثل GA102 و GA104 در کارت‌های GeForce (مثل RTX 3080, 3090) استفاده می‌شن.
جمع بندی:
GPU مبتنی بر NVIDIA GA100 نقطه‌ی عطفی در دنیای پردازش‌های سنگین و هوش مصنوعی است. با طراحی هوشمندانه، توان محاسباتی بالا و ویژگی‌هایی مثل Tensor Core نسل سوم و قابلیت MIG، این پردازنده گزینه‌ای ایده‌آل برای دیتاسنترها، مراکز تحقیقاتی و سازمان‌هایی‌ست که به عملکرد بی‌نظیر نیاز دارند.
