01
GPU发展简史
从图形加速到通用计算，GPU的演进之路。
历史里程碑
02
GPU核心概念
SIMT执行模型、Warp/Wavefront、线程块与网格。
SIMT线程
03
指令集架构基础
指令格式、操作码、寄存器文件、立即数。
ISA编码
04
标量指令与向量指令
标量ALU与向量ALU的区别，指令调度。
ALU向量
05
内存指令架构
Load/Store指令、全局内存、共享内存、本地内存。
内存Load/Store
06
同步与通信指令
Barrier、Shuffle、Atomic操作。
同步原子
07
控制流指令
分支、跳转、谓词执行与掩码管理。
分支谓词
08
特殊功能指令
数学函数、纹理指令、光线追踪指令。
SFU光线追踪
09
指令编码与解码
VLIW与SIMD指令编码，指令缓存设计。
VLIW解码
10
微架构概览
GPU微架构的组成模块与数据通路。
微架构数据通路
11
前端取指与解码
指令缓存、取指单元、分支预测。
取指分支预测
12
调度器设计
Warp调度器、Scoreboard、发射逻辑。
调度Scoreboard
13
执行单元
ALU集群、SFU、Tensor Core、RT Core。
Tensor CoreRT Core
14
内存子系统
缓存层次结构、内存控制器、带宽优化。
缓存带宽
15
寄存器文件
寄存器堆的物理设计、Bank冲突与延迟隐藏。
寄存器Bank冲突
16
共享内存
Bank冲突、广播机制、同步原语。
共享内存同步
17
全局内存访问
合并访问、事务大小、缓存策略。
全局内存合并
18
纹理与常量内存
纹理缓存、常量缓存、只读缓存。
纹理常量
19
线程块调度
GPC/TPC/SM架构，线程块分配策略。
GPCSM
20
Warp执行机制
Warp划分、上下文切换、延迟隐藏。
Warp延迟隐藏
21
分支发散处理
重构收敛、谓词栈、动态掩码。
发散掩码
22
内存一致性模型
弱一致性、Fence指令、可见性保证。
一致性Fence
23
功耗与热管理
动态电压频率调整、时钟门控、功耗墙。
功耗DVFS
24
性能计数器与调试
硬件计数器、性能分析工具、调试接口。
性能调试
25
GPU虚拟化
硬件分区、SR-IOV、多租户调度。
虚拟化SR-IOV
26
安全特性
隔离机制、内存加密、侧信道防护。
安全加密
27
高级指令集扩展
Tensor Core指令、稀疏性支持、FP8/FP4。
Tensor CoreFP8
28
光线追踪微架构
BVH遍历、相交测试、着色器调度。
光线追踪BVH
29
GPU互连与多卡扩展
NVLink、Infinity Fabric、多GPU一致性。
互连NVLink
30
未来趋势
Chiplet架构、存算一体、可重构数据流。
Chiplet存算一体