在英偉達官網，我們可以清晰地看到其從1999年Celsius到2024年Blackwell的20+代架構演進。這一歷程猶如一部波瀾壯闊的科技史詩，見證了英偉達在GPU領域的卓越創新與持續引領。

NVIDIA GPU架構變遷路線：

年份	NV GPU架構變遷
2025	Blackwell 2.0
2024	Blackwell
2023-2024	Hopper
2022-2024	Ada Lovelace
2020-2024	Ampere
2018-2022	Turing
2017-2020	Volta
2016-2021	Pascal
2014-2019	Maxwell 2.0
2014-2017	Maxwell
2013-2015	Kepler 2.0
2012-2018	Kepler
2010-2016	Fermi 2.0
2010-2013	VLIW Vec4
2010-2016	Fermi
2007-2013	Tesla 2.0
2006-2010	Tesla
2003-2013	Curie
2003-2005	Rankine
2001-2003	Kelvin
1999-2005	Celsius

1999年：Celsius（NV1x）——開啟GPU時代

Celsius架構的代表產品GeForce 256橫空出世，它首次提出了“GPU（圖形處理器）”的概念，堪稱具有劃時代意義的創舉。以往，圖形處理任務主要由CPU承擔，效率較低。而GeForce 256具備硬件T&L（變換和光照）功能，能夠將圖形處理從CPU中解放出來，實現了圖形加速，大大提升了運算效率，其運算能力達到當時CPU的5倍之多，就此開啟了GPU作為獨立計算核心的嶄新時代。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/nvidia-nv10.g165

2000年：Kelvin（NV2x）——多顯示器支持的先驅

Kelvin 架構（NV20 核心）是英偉達在 2000 年代初推出的關鍵圖形架構。它最初應用于搭載NV2A GPU的XBOX游戲主機，之后GeForce 2系列GPU也基于此架構發布。GeForce 2成為首個支持多顯示器的GPU產品。其代表產品GeForce3于 2001 年 2 月 27 日發布，基于 150nm 工藝制造，核心面積 128mm2，集成 5700 萬個晶體管。作為首款支持DirectX 8.1的消費級 GPU，GeForce3 標志著圖形計算從固定管線向可編程渲染的重大躍遷，徹底改變了游戲開發的技術范式。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce3.c738

2001年：Rankine（NV3x）——圖形功能增強的探索

Rankine架構作為Kelvin微架構的后續版本，主要應用于NVIDIA GPU的GeForce 5系列產品。在這一系列中，Rankine微架構引入了對頂點和片段程序的支持，豐富了圖形處理的功能。同時，將顯存（VRAM）大小擴展至256MB，為GPU性能提升和圖形處理能力增強提供了有力支撐，進一步提升了圖形渲染的質量與效率。

Rankine 架構（NV34 核心）是英偉達在 2003 年推出的入門級圖形架構，其代表產品GeForce FX 5100于 2003 年 3 月 6 日發布，基于 150nm 工藝制造，核心面積 124mm2，集成 4500 萬個晶體管。作為 GeForce FX 系列的低端型號，該架構主打 DirectX 9.0a 支持，試圖在入門級市場延續可編程渲染的技術紅利，但受限于硬件規格，成為英偉達架構迭代中的過渡性產品。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-fx-5100.c1834

2004年：Curie（NV4x）——顯存與視頻解碼的革新

Curie 架構（NV40 核心）是英偉達在 2004 年推出的旗艦級圖形架構，其代表產品GeForce 6800 XT于 2005 年 9 月 30 日發布，基于 130nm 工藝制造，核心面積 287mm2，集成 2.22 億個晶體管。作為首款支持DirectX 9.0c的消費級 GPU，該架構標志著英偉達在獨立 Shader 架構時代的性能巔峰，同時為后續統一渲染架構的轉型埋下伏筆。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-6800-xt.c176

2006年：Tesla（G80、G92）——通用計算的開拓者

2006 年推出的Tesla 架構（G80 核心）是英偉達發展史上的分水嶺 —— 它首次引入統一渲染架構（Unified Shader Architecture），將頂點著色器、像素著色器和幾何著色器合并為通用的CUDA 核心（Compute Unified Device Architecture），徹底解決了獨立管線時代的資源分配難題。這一架構不僅重塑了圖形計算范式，更開啟了 GPU 通用計算（GPGPU）的新紀元。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-8400-se.c3779

2009年：Fermi（GF100）——制程與功能的雙重升級

Fermi架構是第一款采用40nm制程的GPU。它帶來了諸多重大改進，引入L1/L2快速緩存，加速了數據的讀取與存儲；具備錯誤修復功能，提高了系統的穩定性；采用GPUDirect技術，允許GPU在無需訪問CPU的情況下相互通信，無論是在同一臺計算機內部還是通過網絡進行通信，大大提升了數據傳輸效率。Fermi GTX 480擁有480個流處理器，帶寬達到177.4GB/s，計算能力相比Tesla架構大幅提升。

Database參考：https://www.techpowerup.com/gpu-specs/geforce-gtx-480.c268

2009 年推出的Fermi 架構（GF100 核心）是英偉達首次專為通用計算（GPGPU）設計的架構，其核心目標是在保持圖形性能的同時，構建可擴展的計算平臺。關鍵創新包括：

• 統一計算架構：
  引入流式多處理器（SM，Streaming Multiprocessor），每個 SM 包含 32 個 CUDA 核心、16 個紋理單元和 4 個 ROP 單元，支持動態分配圖形計算與通用計算任務。

• 計算可靠性：
  首次支持ECC 內存糾錯，滿足醫療、金融等工業場景對數據準確性的需求；引入動態并行（Dynamic Parallelism），允許 GPU 直接生成子任務，減少 CPU 介入。

• 雙精度計算：
  GF100 核心雙精度浮點性能達 1 TFLOPS，是同期 ATI Radeon HD 5870 的 2 倍，成為超級計算機的核心組件（如美國橡樹嶺國家實驗室的 “美洲豹” 超算）。

2012年：Kepler（GK104、GK110）——高性能計算的新起點

Kepler架構采用28nm制程，是首個支持超級計算和雙精度計算的GPU架構。其擁有全新的流式多處理器架構SMX，帶來了多方面的提升，完整支持TXAA（一種抗鋸齒方法），CUDA核心數顯著增加，如GK110B具有2880個流處理器，帶寬高達288GB/s，計算能力比Fermi架構提高3 - 4倍。Kepler架構的出現，使GPU在高性能計算領域受到廣泛關注，為科學研究、大數據分析等領域提供了強大的計算支持。

2012 年推出的Kepler 架構（GK104/GK110 核心）是英偉達在統一計算架構下的集大成之作，其設計目標是 “讓 GPU 成為并行計算的超級計算機”。核心創新包括：

• 第三代 CUDA 核心：
  每個 SMX 單元包含 192 個 CUDA 核心（較 Fermi 架構的 SM 增加 50%），支持動態指令調度和分支預測，計算效率提升 40%。
• 異構計算支持：
  引入Hyper-Q技術，支持同時處理 32 個 CPU 線程請求，多任務并行效率提升 2 倍；集成Dynamic Parallelism 2.0，允許 GPU 自主生成子任務樹，減少 CPU 介入延遲。
• 圖形渲染強化：
  首次支持自適應細分曲面（Adaptive Tessellation），配合FXAA 抗鋸齒，在《孤島危機 3》中實現曲面細節提升 50% 的同時，性能損耗控制在 15% 以內。

GeForce GTX 660 和 780 TI是 Kepler 架構的縮影 —— 前者以主流性能定義性價比標桿，后者以旗艦規格探索硬件極限。它們不僅鞏固了英偉達在圖形市場的統治力，更將 GPU 從 “游戲硬件” 升級為 “通用計算平臺”。Kepler 架構的成功，本質是英偉達對 “摩爾定律 +