Kiến trúc Ampere A100 GPU NVIDIA là gì? Giải thích chi tiết

Kiến trúc Ampere là thế hệ kiến trúc GPU trung tâm dữ liệu của NVIDIA, ra mắt năm 2020, kế nhiệm Volta. Đây là nền tảng phần cứng tạo nên dòng GPU A100, sau này mở rộng sang nhiều phiên bản khác (A30, A40, RTX A6000…).

Nói đơn giản, Ampere là “bộ khung thiết kế” (microarchitecture) của NVIDIA cho GPU, quyết định cách các nhân CUDA, Tensor Core, bộ nhớ và các thành phần kết nối hoạt động cùng nhau.

Ampere là thế hệ kiến trúc GPU của NVIDIA được tối ưu hóa cho AI, HPC và điện toán đám mây, nơi hiệu năng huấn luyện, suy luận và tính toán khoa học đều được nâng lên một bậc.

Ưu điểm nổi bật của kiến trúc Ampere so với Volta

Volta là tên kiến trúc GPU của NVIDIA ra mắt năm 2017, được coi là thế hệ kế nhiệm của Pascal và là tiền thân của Ampere. Đây là kiến trúc GPU được thiết kế riêng cho điện toán hiệu năng cao (HPC), trí tuệ nhân tạo (AI) và deep learning.

So với Volta, Ampere mang lại một bước tiến lớn: đa dạng định dạng số, băng thông bộ nhớ cực cao, tốc độ kết nối gấp đôi, hỗ trợ sparsity và ảo hóa GPU (MIG). Đây là lý do A100 trở thành GPU trung tâm dữ liệu mạnh nhất trong giai đoạn 2020–2022.

>>> Xem thêm: NVIDIA A100 – Siêu GPU dành cho AI, HPC hàng đầu thế giới

2. Tại sao NVIDIA A100 Tensor Core GPU sử dụng kiến trúc Ampere?

Tại sao NVIDIA A100 Tensor Core GPU sử dụng kiến trúc Ampere

NVIDIA A100 ra đời với sứ mệnh trở thành GPU trung tâm dữ liệu mạnh mẽ nhất cho AI, HPC và điện toán đám mây. Để đạt được mục tiêu này, NVIDIA lựa chọn kiến trúc Ampere – một nền tảng thiết kế GPU hoàn toàn mới, được xây dựng để vượt qua những giới hạn mà Volta trước đó chưa đáp ứng hết. Ampere mang đến những cải tiến quan trọng giúp A100 khác biệt.

Tensor Core thế hệ 3

Ampere giới thiệu Tensor Core mới hỗ trợ nhiều định dạng số: TF32, BF16, FP16, FP64, INT8, INT4. Điều này cho phép A100 tăng tốc cả huấn luyện và suy luận AI mà không cần thay đổi code. TF32 đặc biệt quan trọng: vẫn dùng dữ liệu FP32 nhưng xử lý nhanh gấp nhiều lần, đảm bảo độ chính xác cần thiết cho deep learning.

Structured Sparsity 2:4

Ampere tích hợp cơ chế sparsity ở mức phần cứng. Khi áp dụng trên A100, mô hình AI có thể loại bỏ một phần trọng số và vẫn giữ độ chính xác, trong khi tốc độ tính toán được nhân đôi. Đây là yếu tố then chốt giúp A100 phù hợp với các mô hình ngày càng lớn.

Multi-Instance GPU (MIG)

Ampere A100 Hiệu năng cao hơn tới 2 lần cho các mô hình Sparse

Một trong những lý do A100 cần kiến trúc Ampere chính là tính năng MIG. Nó cho phép chia một GPU vật lý thành tối đa 7 GPU logic độc lập, mỗi phần có tài nguyên bộ nhớ và cache riêng. Nhờ vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đám mây có thể khai thác A100 hiệu quả hơn, phục vụ nhiều workload cùng lúc.

>>> Xem thêm: NVIDIA DGX A100 – Siêu máy chủ trí tuệ nhân tạo AI

Bộ nhớ và băng thông vượt trội

Ampere tăng dung lượng bộ nhớ đệm L2 và hỗ trợ HBM2/HBM2e tốc độ cực cao. Trên A100, điều này biến thành băng thông bộ nhớ hơn 2 TB/s (phiên bản 80GB), rất quan trọng cho huấn luyện NLP, phân tích dữ liệu lớn và mô phỏng khoa học.

Kết nối tốc độ cao: NVLink 3 và PCIe 4.0

Kiến trúc Ampere cho phép A100 tích hợp NVLink 3 với tổng băng thông tới 600 GB/s, đồng thời hỗ trợ PCIe Gen4. Điều này giúp nhiều GPU A100 liên kết thành một cụm siêu máy tính với khả năng truyền dữ liệu cực nhanh.

Hiệu năng đa nhiệm

Nhờ Ampere, A100 có thể vừa phục vụ AI, vừa xử lý HPC (tính toán khoa học, mô phỏng, CFD, phân tích dữ liệu). FP64 Tensor Core là minh chứng rõ ràng: thay vì chỉ tập trung AI như Turing, A100 được thiết kế để cân bằng cả AI và HPC.

Các phiên bản GPU Ampere khác ngoài Ampere A100

Ngoài A100 cho AI/HPC, kiến trúc Ampere còn trải rộng từ Data Center (A30, A40, A10) đến Workstation (RTX A6000, A5000, A4000…) và Gaming/Creator (GeForce RTX 30 series). Điều này cho thấy Ampere không chỉ là nền tảng cho siêu máy tính mà còn len lỏi vào nhiều lĩnh vực khác nhau – từ nghiên cứu AI, mô phỏng khoa học, đến đồ họa và giải trí.

Tóm lại, NVIDIA A100 sử dụng kiến trúc Ampere vì đây là nền tảng duy nhất có thể đáp ứng đồng thời ba yêu cầu: hiệu năng AI vượt trội, khả năng ảo hóa linh hoạt, và hiệu quả trong điện toán hiệu năng cao (HPC).

Ampere không chỉ mang lại sức mạnh thô mà còn mở ra cách GPU được khai thác trong môi trường đám mây, nơi một GPU có thể phục vụ nhiều tác vụ cùng lúc mà vẫn đạt hiệu suất tối đa.

>>> Đọc thêm: AI Inference ở đẳng cấp mới với A100 NVIDIA GPU

3. Ứng dụng thực tế của Kiến trúc Ampere A100 và các GPU khác

AI và Machine Learning

Kiến trúc Ampere được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống AI nhờ khả năng tăng tốc Tensor Core thế hệ mới. Nhiều tổ chức nghiên cứu sử dụng GPU A100 và A30 để huấn luyện mô hình ngôn ngữ tự nhiên, xử lý ảnh và thị giác máy tính với tốc độ vượt xa thế hệ Volta.

Ví dụ, OpenAI và Google đã khai thác nền tảng Ampere để rút ngắn đáng kể thời gian huấn luyện các mô hình ngôn ngữ lớn, vốn đòi hỏi hàng nghìn tỷ tham số. Điều này mở ra khả năng triển khai AI ở quy mô toàn cầu, từ dịch thuật tự động đến chatbot và trợ lý ảo.

Siêu máy chủ AI và HPC

Trong lĩnh vực tính toán hiệu năng cao (HPC), kiến trúc Ampere trở thành lựa chọn hàng đầu cho các siêu máy tính mới. Nhiều trung tâm dữ liệu và viện nghiên cứu khoa học đã trang bị NVIDIA A100 để xử lý mô phỏng vật lý, dự báo thời tiết, nghiên cứu dược phẩm và phát triển vật liệu mới.

Một ví dụ điển hình là siêu máy tính Selene của NVIDIA, được xây dựng trên GPU Ampere, đã lọt top những hệ thống mạnh nhất thế giới và được dùng để mô phỏng y sinh cũng như phát triển AI.

Ampere A100 trong ứng dụng cho doanh nghiệp và dữ liệu lớn

Doanh nghiệp cũng khai thác kiến trúc Ampere để phục vụ phân tích dữ liệu và ứng dụng AI trong kinh doanh.

Các ngân hàng và tổ chức tài chính sử dụng GPU A30 và A100 để phát hiện gian lận theo thời gian thực, trong khi các công ty thương mại điện tử tận dụng khả năng xử lý nhanh để gợi ý sản phẩm cá nhân hóa cho hàng triệu khách hàng cùng lúc. Ampere giúp giảm đáng kể chi phí vận hành so với dùng máy chủ CPU truyền thống.

Đồ họa, gaming và ảo hóa

Ngoài trung tâm dữ liệu, Ampere còn được triển khai trong dòng GPU GeForce RTX 30 dành cho gaming và thiết kế đồ họa. Các công ty game, studio phim và nhà phát triển VR đã tận dụng Ray Tracing thế hệ mới cùng DLSS (Deep Learning Super Sampling) để tạo ra trải nghiệm hình ảnh chân thực, sống động hơn.

Trong khi đó, doanh nghiệp ứng dụng Ampere trong ảo hóa đồ họa (VDI) để nhân viên có thể làm việc từ xa với hiệu năng cao, đặc biệt trong lĩnh vực thiết kế 3D và kiến trúc.

Y học và thương mại điện tử

Một ví dụ nổi bật là AstraZeneca, tập đoàn dược phẩm toàn cầu, đã dùng siêu máy tính dựa trên GPU Ampere để tăng tốc nghiên cứu protein và phát triển thuốc. Nhờ sức mạnh xử lý của A100, quá trình mô phỏng cấu trúc sinh học vốn kéo dài hàng tháng đã được rút ngắn chỉ còn vài ngày.

Trong lĩnh vực thương mại, Alibaba Cloud triển khai GPU Ampere để phục vụ gợi ý sản phẩm trên quy mô lớn trong ngày hội mua sắm 11/11, xử lý hàng tỷ lượt truy vấn mà vẫn giữ độ trễ thấp.

4. Thuê Server AI, Cloud GPU tại Việt Nam chất lượng, uy tín

VNSO cung cấp giải pháp GPU, Server AI, Cloud toàn diện dành cho doanh nghiệp và trung tâm nghiên cứu. Khách hàng VNSO có thể tiếp cận giải pháp này với dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp, tối ưu hóa cho nhu cầu AI tại Việt Nam

VNSO đồng hành cùng khách hàng với giải pháp nhanh chóng và minh bạch. Máy chủ, GPU hay siêu máy chủ đều có sẵn tại Việt Nam với CO/CQ chính hãng. Chi phí hợp lý, triển khai chỉ trong vài phút. Nền tảng vận hành ổn định, bảo mật cao, phù hợp mọi dự án AI. Đội ngũ kỹ thuật trực 24/7, sẵn sàng hỗ trợ mọi yêu cầu.

>>> Xem thêm: NVIDIA A100 80GB Tensor Core GPU triển khai AI hiệu quả

Thuê ngay Server AI – GPU NVIDIA Kiến trúc Ampere A100 tại VNSO

NVIDIA A100 40GB GDDR6 Tensor Core

– Giá thuê 1 tháng: 1,5 USD/giờ → khoảng 28.080.000 VNĐ/tháng

– Giá thuê 12 tháng: 1,125 USD/giờ → khoảng 252.720.000 VNĐ/năm (giảm 25%)

NVIDIA A100 80GB GDDR6 Tensor Core

– Giá thuê 1 tháng: 2,4 USD/giờ → khoảng 44.352.000 VNĐ/tháng

– Giá thuê 12 tháng: 1,8 USD/giờ → khoảng 404.352.000 VNĐ/năm (giảm 25%)

Liên hệ ngay VNSO để được tư vấn miễn phí giải pháp AI tiên tiến nhất.

Thông tin liên hệ nhà cung cấp giải pháp AI Ampere A100

Để tìm hiểu thông tin về các giải pháp Điện toán đám mây, chuyển đổi số, máy chủ ảo VPS, Server, máy chủ vật lý, CDN… Quý khách vui lòng liên hệ chúng tôi theo thông tin dưới đây:

VNSO TECHNOLOGY CO., LTD – SINCE 2015

– Website: https://vnso.vn/
– Fanpage: Facebook | LinkedIn | YouTube | TikTok
– Hotline: 0927 444 222 | Email: info@vnso.vn
– Trụ sở: Lô O số 10, Đường số 15, KDC Miếu Nổi, Phường Gia Định, TP. Hồ Chí Minh
– VPGD Đà Nẵng: 30 Nguyễn Hữu Thọ, Phường Hải Châu, Đà Nẵng
– VPGD Hà Nội: 132 Vũ Phạm Hàm, Phường Yên Hòa, Hà Nội