معماری NVIDIA در گذر زمان؛ بررسی نسل‌های GPU انویدیا | تاریخچه + ویژگی‌ها

انویدیا از پیشگامان پردازنده‌های گرافیکی است و با معرفی معماری‌های نوآورانه، تحولات بزرگی در گرافیک، هوش مصنوعی و محاسبات شتاب‌یافته رقم زده است. هر نسل GPU با نام یکی از دانشمندان برجسته نام‌گذاری می‌شود تا هم ادای احترام باشد و هم ویژگی‌های کلیدی آن نسل را بازتاب دهد. با هر معماری تازه، علاوه بر جهش محسوس کارایی، قابلیت‌های تخصصی تازه‌ای برای یادگیری ماشین، رندرینگ و محاسبات علمی ارائه شده است. این مقاله مروری دقیق و فنی بر مهم‌ترین معماری‌های GPU انویدیا از 2006 تا 2024 ارائه می‌دهد.

معماری 2006 NVIDIA TESLA

Nikola Tesla

معماری GPU تسلا در سال 2006 معرفی شد و اولین نسل از GPUهای انویدیا بود که از شیدرهای یکپارچه (Unified Shaders) بهره می‌برد. این معماری نقطه عطفی در توسعه GPUها به شمار می‌رود.

دلیل نام‌گذاری

نام‌گذاری این معماری به‌افتخار نیکولا تسلا (Nikola Tesla)، مخترع و مهندس برق صربی–آمریکایی، انجام شده است. تسلا به دلیل کشف میدان مغناطیسی گردان و توسعه سیستم‌های انتقال قدرت برق شناخته می‌شود. نام تسلا برای خط محصولات HPC به‌کار رفت تا بر قدرت محاسباتی این نسل تأکید کند.

ویژگی‌های برجسته معماری تسلا NVIDIA

استفاده از شیدرهای یکپارچه برای کاهش پیچیدگی و افزایش انعطاف در پردازش وظایف مختلف.
پشتیبانی از DirectX 10 و OpenGL 2.1 .
معرفی تکنیک CSAA برای فیلترینگ پیشرفته و HDR چند نمونه‌ای.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری تسلا

معماری NVIDIA Fermi 2010

Enrico Fermi

معماری GPU فرمی در سال 2010 معرفی شد و جانشین معماری تسلا گردید. این معماری تمرکز ویژه‌ای بر محاسبات دقیق و عملکرد بالا داشت.

دلیل نام‌گذاری

این معماری به‌افتخار انریکو فرمی (Enrico Fermi)، فیزیک‌دان ایتالیایی–آمریکایی، نام‌گذاری شده است. فرمی به دلیل هدایت اولین واکنش زنجیره‌ای کنترل‌شده شکافت هسته‌ای و دریافت جایزه نوبل فیزیک در سال 1938 شناخته می‌شود.
انتخاب نام فرمی نه‌تنها ادای احترام به دستاوردهای اوست، بلکه نشانگر فلسفه ریزمعماری است که بر ارائه محاسبات موازی قدرتمند و دقیق مبتنی است.

ویژگی‌های برجسته معماری فرمی NVIDIA

معرفی کش‌های L1 و L2 برای کاهش تأخیر دسترسی به داده‌ها.
پشتیبانی از حافظه ECC برای تضمین صحت محاسبات حرفه‌ای.
اولین معماری کامل GPU با پشتیبانی از پردازش موازی و شماری از قابلیت‌های سطح CPU مانند دستور پردازش خارج از ترتیب و چندریسمانی هم‌زمان (SMT)

برجسته‌ترین کارت‌های معماری فرمی

معماری NVIDIA Kepler 2012

Johannes Kepler

معماری کپلر در سال 2012 معرفی شد و تمرکز اصلی آن بر بهره‌وری انرژی و بهینه‌سازی عملکرد بود.

دلیل نام‌گذاری

این معماری به‌افتخار یوهانس کپلر (Johannes Kepler)، ستاره‌شناس آلمانی، نام‌گذاری شده است. کپلر به دلیل کشف قوانین حرکت سیارات و بنیان‌گذاری مکانیک سماوی شناخته می‌شود. نام Kepler بازتاب رویکرد انویدیا در پیوند دادن دقت، توازن و برنامه‌پذیری GPUها با منطق ریاضی و هارمونی حرکت سیارات است.

ویژگی‌های برجسته معماری کپلر NVIDIA

بهینه‌سازی شدید در بازده انرژی.
معرفی فناوری GPU Boost برای افزایش خودکار فرکانس هسته در بار کاری سنگین.
قابلیت‌های جدید نظیر Dynamic Parallelism اجرای هسته کودکی توسط خود GPU و Hyper‑Q (32 صف کاری هم‌زمان برای ارتباط بهتر با MPI)

برجسته‌ترین کارت‌های معماری کپلر

معماری NVIDIA Maxwell 2014

James Clerk Maxwell

معماری GPU مکسول در سال 2014 معرفی شد و با بازطراحی واحدهای پردازشی، بهره‌وری انرژی را به‌طور چشمگیری افزایش داد.

دلیل نام‌گذاری

این معماری به‌افتخار جیمز کلرک مکسول (James Clerk Maxwell)، فیزیک‌دان اسکاتلندی، نام‌گذاری شده است. مکسول به دلیل تدوین معادلات میدان الکترومغناطیس و بنیان‌گذاری نظریه الکترومغناطیس مدرن شناخته می‌شود. انتخاب نام Maxwell ضمن هم‌راستایی با نسل‌های قبلی، نشان می‌دهد GPUهای مدرن نیز همچون نظریه مکسول به دنبال «تعادل» عملکرد و بهره‌وری هستند.

ویژگی‌های برجسته معماری مکسول NVIDIA

طراحی جدید Streaming Multiprocessor برای بهبود کارایی.
کنترل منطقی پیشرفته و زمان‌بندی بهینه توسط کامپایلر.
معرفی Dynamic Parallelism برای افزایش انعطاف در پردازش موازی.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری مکسول

معماری NVIDIA Pascal 2016

Blaise Pascal

معماری پاسکال در سال 2016 معرفی شد و با استفاده از فناوری ساخت FinFET و حافظه‌های پرسرعت GDDR5X، عملکرد و کارایی انرژی را متحول کرد.

دلیل نام‌گذاری

این معماری به‌افتخار بلیز پاسکال (Blaise Pascal)، ریاضی‌دان و فیزیک‌دان فرانسوی، نام‌گذاری شده است. پاسکال به دلیل بنیان‌گذاری نظریه احتمال و کشف قانون پاسکال در فشار سیالات شناخته می‌شود. انویدیا با الهام از نوآوری‌های پاسکال، این معماری را برای کارایی و قدرت بالاتر طراحی کرد. ارتباط این معماری بانام پاسکال، نماد تلاش برای پیشرفت و نوآوری در زمینه محاسبات و برنامه‌نویسی است.

ویژگی‌های برجسته معماری پاسکال NVIDIA

فناوری ساخت 16 نانومتری FinFET برای افزایش چگالی ترانزیستورها.
پشتیبانی از حافظه‌های HBM2 و GDDR5X برای پهنای باند بالا.
این معماری اولین نسل از کارت‌های انویدیا بود که از (Half Precision Floating Point) FP16 پشتیبانی کرد.
معرفی NVLink برای ارتباط پرسرعت بین چند GPU

برجسته‌ترین کارت‌های معماری پاسکال

معماری NVIDIA Volta 2017

Alessandro Volta

معماری ولتا در سال 2017 معرفی شد و تمرکز اصلی آن بر هوش مصنوعی و محاسبات ماتریسی بود.

این معماری پیشرفته GPU با هسته‌های Tensor، به‌منظور گسترش هوش مصنوعی در تمامی صنایع طراحی شده است. این معماری با ارائه قدرت پردازشی بی‌نظیر، زیرساختی ایده‌آل برای اجرای الگوریتم‌های یادگیری ماشین، بینایی کامپیوتری، تحلیل داده‌های کلان و کاربردهای پیشرفته AI فراهم می‌آورد.

دلیل نام‌گذاری

این معماری GPU به‌افتخار الساندرو ولتا (Alessandro Volta)، فیزیک‌دان ایتالیایی، نام‌گذاری شده است. ولتا به دلیل اختراع اولین باتری الکتریکی و نام‌گذاری واحد ولت به‌افتخار او شناخته می‌شود. انویدیا با الهام از ولتا، این معماری را به‌عنوان نسل جدیدی از پردازشگرها معرفی کرد که مخصوصاً برای پردازش داده‌های حجیم طراحی شده است.

ویژگی‌های برجسته معماری ولتا NVIDIA

معرفی Tensor Cores برای شتاب‌دهی محاسبات ماتریسی در یادگیری عمیق.
فناوری NVLink نسل دوم برای انتقال داده‌ها
بهره‌گیری حافظه HBM2 با پهنای باند بالا.
هدف‌گیری بازار دیتاسنتر و HPC

برجسته‌ترین کارت‌های معماری ولتا

معماری NVIDIA Turing 2018

Alan Mathison Turing

معماری Turing در سال 2018 معرفی شد و با بهره‌گیری از هسته‌های اختصاصی RT برای شتاب‌دهی به رهگیری پرتو و هسته‌های Tensor برای پردازش هوش مصنوعی، انقلابی در گرافیک حرفه‌ای ایجاد کرده است. این ترکیب نوآورانه، برای نخستین‌ بار رهگیری پرتو را به واقعیت تبدیل کرده و راه را برای خلق جلوه‌های بصری خارق‌العاده و تجربه‌هایی بی‌نظیر در دنیای طراحی، انیمیشن و واقعیت مجازی هموار کرده است.

دلیل نام‌گذاری

این معماری GPU به‌افتخار آلن تورینگ (Alan Mathison Turing)، ریاضیدان و منطق‌دان بریتانیایی، نام‌گذاری شده است. تورینگ به دلیل طراحی ماشین تورینگ و نقش کلیدی در رمزگشایی پیام‌های انیگما شناخته می‌شود. انویدیا با انتخاب نام او برای این معماری بر اهمیت محاسبات سریع و پیچیده تأکید کرده است.

ویژگی‌های برجسته معماری تورینگ NVIDIA

RT Cores برای ارائه نورپردازی و سایه‌های واقع‌گرایانه در گرافیک سه‌بعدی
همچنین فناوری DLSS با استفاده از شبکه‌های عصبی برای افزایش رزولوشن و بهینه‌سازی کیفیت تصاویر، کارایی پردازشی بهینه‌ای را ارائه داد.
پشتیبانی از DirectX 12 Ultimate و Shader Model 6.5.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری تورینگ

معماری NVIDIA Ampere 2020

André-Marie Ampère

معماری GPU قدرتمند Ampere از شرکت انویدیا، قلب تپنده‌ی هوش مصنوعی و HPC در مراکز داده مدرن به شمار می‌رود. این معماری پیشرفته، برای پاسخ‌گویی به نیازهای عصر محاسبات منعطف طراحی شده و با ارائه شتابی بی‌نظیر در مقیاس‌های مختلف، راه‌حلی مؤثر برای چالش‌های بزرگ علمی، صنعتی و تجاری فراهم می‌سازد. از شبیه‌سازی‌های پیچیده گرفته تا تحلیل کلان‌داده‌ها، طراحی محصولات آینده و توسعه شهرهای هوشمند، Ampere مسیر تحول دیجیتال را هموار می‌سازد. این معماری در کارت‌های گرافیکی سری GeForce RTX 30 (برای مثال NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti) و شتاب‌دهنده‌های A100 برای مراکز داده استفاده شد.

دلیل نام‌گذاری

این معماری به‌افتخار آندره-ماری آمپر (André-Marie Ampère)، فیزیک‌دان و ریاضی‌دان فرانسوی، نام‌گذاری شده است. آمپر به دلیل کشف قوانین الکترومغناطیس و تعریف جریان الکتریکی شناخته می‌شود. شرکت انویدیا با الهام از دستاوردهای او در حوضه فیزیک و الکترومغناطیس، معماری Ampere را به‌عنوان نقطه عطفی در سرعت و توان پردازشی معرفی کرد که به‌طور ویژه در محاسبات هوش مصنوعی و یادگیری عمیق نوآوری‌های چشمگیری داشته است.

ویژگی‌های برجسته معماری آمپر NVIDIA

پشتیبانی از هسته‌های RT نسل دوم و هسته‌های Tensor نسل سوم.
پشتیبانی از حافظه‌های GDDR6X و HBM2.
پشتیبانی از PCIe 4.0.
پشتیبانی از DirectX 12 Ultimate و Shader Model 6.8.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری آمپر

معماری 2022 NVIDIA Ada Lovelace

Ada Lovelace

با معماری نوآورانه Ada Lovelace (آدا لاولیس) از انویدیا، وارد عصر تازه‌ای از پردازنده‌های گرافیکی شوید. نسلی پیشرفته برای هوش مصنوعی، گرافیک حرفه‌ای، پردازش ویدیو و محاسبات سنگین. این معماری انقلابی با ایجاد یک استاندارد جدید در عملکرد GPU، جهشی بزرگ در زمینه فناوری‌های هوش مصنوعی، رهگیری پرتو و گرافیک‌های مبتنی بر شبکه‌های عصبی را رقم زده است.

دلیل نام‌گذاری
این معماری GPU به‌افتخار آدا لاولیس (Ada Lovelace)، ریاضی‌دان انگلیسی قرن نوزدهم، نام‌گذاری شده است. آدا لاولیس به‌عنوان اولین برنامه‌نویس کامپیوتر در تاریخ شناخته می‌شود. شرکت انویدیا با انتخاب نام او بر اهمیت پردازش‌های هوشمند و الگوریتم‌های پیشرفته تاکید کرده است.

ویژگی‌های برجسته معماری آدا NVIDIA

استفاده از فرآیند ساخت TSMC 4N برای افزایش بهره‌وری انرژی.
هسته‌های Tensor نسل چهارم با پشتیبانی از FP8 و افزایش توان عملیاتی تا 1.4 پتا FLOPS.
پشتیبانی از DLSS 3 با استفاده از هسته‌های Tensor و Optical Flow Accelerator.
هسته‌های RT نسل سوم با بهبود عملکرد رهگیری پرتو.
پشتیبانی از کدک AV1 در نسل هشتم NVENC برای رمزگذاری ویدئو.
افزایش حافظه کش L2 تا 96 مگابایت برای کاهش تأخیر حافظه.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری آدا

معماری NVIDIA Hopper 2022

Grace Brewster Murray Hopper

معماری پیشرفته هاپر (Hopper) از شرکت انویدیا، با امنیت و مقیاس‌پذیری بی‌نظیر، توان پردازشی مورد نیاز برای انواع بارهای کاری را در هر مرکز داده‌ای (از مراکز داده کوچک سازمانی تا ابررایانه‌های HPC و مدل‌های هوش مصنوعی با تریلیون‌ها پارامتر) فراهم می‌سازد. این نوآوری به متخصصان و پژوهشگران کمک می‌کند تا سریع‌تر از هر زمان دیگری در تاریخ، پروژه‌های علمی، صنعتی و هوش مصنوعی خود را به ثمر برسانند. اولین GPU مبتنی بر این معماری، NVIDIA H100، با 80 میلیارد ترانزیستور معرفی شد.

دلیل نام‌گذاری

این معماری GPU به‌افتخار گریس هاپر (Grace Brewster Murray Hopper)، دانشمند علوم کامپیوتر و دریاسالار نیروی دریایی ایالات متحده، نام‌گذاری شده است. هاپر به دلیل توسعه اولین کامپایلر و مشارکت در ایجاد زبان COBOL شناخته می‌شود. انتخاب نام او اشاره به نقش کلیدی وی در ساده‌سازی برنامه‌نویسی و کمک به پیشرفت علم کامپیوتر است.

ویژگی‌های برجسته معماری هاپر NVIDIA

معرفی Transformer Engine برای تسریع مدل‌های یادگیری عمیق.
پشتیبانی از حافظه HBM3 با پهنای باند ۳ ترابایت بر ثانیه.
پشتیبانی از PCIe 5.0 و NVLink نسل جدید.
فناوری Multi-Instance GPU (MIG) نسل دوم برای تقسیم GPU به چند بخش مستقل.

برجسته‌ترین کارت‌های معماری هاپر

معماری NVIDIA Blackwell 2024

David Harold Blackwell

موتور محرک کارخانه‌های هوش مصنوعی

با پیشرفت‌های انقلابی معماری Blackwell از انویدیا در حوزه هوش مصنوعی مولد و محاسبات شتاب‌یافته آشنا شوید.
معماری بلک‌ول در ژانویه 2024 معرفی شد و نسل جدید کارت‌های گرافیکی سری GeForce RTX 50 را معرفی کرد. معماری Blackwell با تکیه بر نسل‌های پیشین فناوری‌های انویدیا، فصل جدیدی از هوش مصنوعی مولد را با عملکرد، بهره‌وری و مقیاس‌پذیری بی‌سابقه رقم می‌زند. این معماری با تمرکز بر بهینه‌سازی پردازش‌های هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، به ویژه در حوزه‌های مدل‌های زبانی عظیم و داده‌کاوی، طراحی شده است.

دلیل نام‌گذاری

این معماری GPU به‌افتخار دیوید بلک‌ول (David Harold Blackwell)، ریاضی‌دان و آمارشناس آمریکایی، نام‌گذاری شده است. بلک‌ول به دلیل مشارکت‌هایش در نظریه اطلاعات و آمار شناخته می‌شود. وی به‌عنوان یکی از بزرگترین ریاضی‌دانان قرن بیستم شناخته میشود. معماری انویدیا Blackwell با ادای احترام به این شخصیت بزرگ، نماد نوآوری و کارایی در محاسبات پیشرفته است.

معماری NVIDIA Blackwell

ویژگی‌های برجسته معماری بلک‌ول NVIDIA

معرفی هسته‌های Tensor نسل پنجم که محاسبات با دقت پایین‌تر مانند FP6 و FP4 را با کارایی بیشتر انجام میدهد.
استفاده از NVLink 5 و NVSwitch به این معماری GPU اجازه می‌دهد تا پهنای باند بیشتری بین GPUها برقرار کرده و ارتباطات میان آنهارا بهینه‌تر کند.
پشتیبانی از DLSS 4 با فناوری Multi Frame Generation.
پشتیبانی از حافظه GDDR7.
پشتیبانی از PCIe 5.0.

برجسته‌ترین کارت‌های بلک‌ول

«شما از کدام معماری استفاده می‌کنید؟ نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.»

نتیجه‌گیری: سیر تکاملی معماری‌ NVIDIA؛ از تسلا تا بلک‌ول، قدرتی بی‌وقفه در خدمت آینده

از سال 2006 تا 2024، شرکت انویدیا با معرفی معماری‌هایی چون: Tesla ، Fermi ،Kepler ،Maxwell ،Pascal ،Volta ،Turing ،Ampere ،Ada Lovelace ،Hopper ،Blackwell نشان داده است که تنها یک تولیدکننده سخت‌افزار نیست، بلکه یک محرک اصلی در شکل‌دهی آینده‌ی هوش مصنوعی، گرافیک رایانه‌ای و محاسبات پیشرفته است.

هر معماری نه‌تنها با نوآوری فنی جدیدی همراه بوده، بلکه نام‌گذاری هوشمندانه آن‌ها برگرفته از پیشگامان علم و فناوری، روایت‌گر فلسفه‌ای عمیق از ادای احترام به دانشمندان و پیشرفت علمی است. از پشتیبانی رهگیری پرتو (Ray Tracing) در Turing گرفته تا شتاب‌دهنده‌های ماتریسی در Hopper و پردازش زبان‌های بزرگ در Blackwell، انویدیا هر بار مرزهای توانایی GPUها را جابه‌جا کرده است.

برای علاقه‌مندان به تکنولوژی، متخصصان حوزه‌ی یادگیری ماشین، توسعه‌دهندگان بازی و پژوهشگران HPC، آشنایی با این معماری‌ها به‌منزله‌ی شناخت آینده‌ی محاسبات است. چراکه با معماری‌هایی چون Blackwell، انویدیا نه‌تنها به نیازهای امروز پاسخ می‌دهد، بلکه آینده‌ای را رقم می‌زند که در آن هوش مصنوعی و قدرت گرافیکی به اوج خود خواهند رسید.

اگر به دنبال خرید GPU، تحقیق درزمینه سخت افزار هوش مصنوعی(AI)، یا طراحی بازی هستید، می‌توانید با کارشناسان فروش HPN در تماس باشید.

انتخابی هوشمندانه برای متخصصان:

کارت گرافیک Founders Edition اورجینال | تخصصی‌ترین تجهیزات هوش مصنوعی

به عنوان متخصصی که به دنبال بهترین‌هاست، می‌دانید که دستیابی به کارت‌های گرافیک Founders Edition انویدیا در بازار ایران چالش‌برانگیز است. ما این چالش را به فرصتی استثنایی تبدیل کرده‌ایم.

تخصصی‌ترین واردکننده کارت‌های گرافیک Founders Edition در ایران
با افتخار، امکان دسترسی مستقیم به نادرترین و باکیفیت‌ترین کارت‌های گرافیک دنیا را برای شما فراهم می‌کنیم. هر محصولی که از ما دریافت می‌کنید، اورجینال، دارای گارانتی اصالت و با پشتیبانی حرفه‌ای است.

تجهیزات پیشرفته هوش مصنوعی برای ماشین لرنینگ و پردازش‌های سنگین
علاوه بر کارت‌های گرافیک، مجموعه‌ای کامل از سخت‌افزارهای تخصصی هوش مصنوعی را با بهترین قیمت بازار ارائه می‌دهیم. چه در حال راه‌اندازی یک لابراتوار تحقیقاتی باشید، چه ارتقاء سرورهای پردازشی، ما همراه مطمئن شما هستیم.

چرا HPN را انتخاب کنید؟

واردات مستقیم و بدون واسطه — دوری از بازارهای غیرمطمئن و قیمت‌های نامتعارف
تضمین اصالت کالا — کلیه محصولات با گارانتی رسمی ارائه می‌شوند
پشتیبانی تخصصی — مشاوره فنی قبل و بعد از خرید توسط متخصصان حوزه AI و GPU
بهینه‌ترین قیمت — رقابتی‌ترین نرخ‌ها به نسبت کیفیت و خدمات

برای متخصصان، توسط متخصصان

اگر به دنبال کارت گرافیک Founders Edition اورجینال یا راه‌حل‌های سخت‌افزاری هوش مصنوعی هستید، همین حالا با کارشناسان HPN تماس بگیرید. اعتماد صدها متخصص و سازمان پیشرو در ایران، گواهی بر تعهد به کیفیت و تخصص ما است.

تماس با کارشناسان فنی HPN

مراجعه به نمایشگاه آنلاین محصولات

مقاله فوق را به اشتراک بگذارید: