内存带宽memory bandwidth
当代GPU的内存带宽以TB/秒为单位衡量。例如,B200 GPU与其HBM3e内存之间的(双向)内存带宽为8 TB/秒。这远低于这些GPU中张量核心的算术带宽,从而导致脊点算术强度增加。
内存带宽是指在 内存层次结构 的不同层级之间数据传输的最大速率。
它代表了以字节/秒为单位搬运数据时理论上可达到的最大吞吐量。它决定了硬件 屋顶线模型 中"内存屋顶"的斜率。
在一个完整的系统中有许多内存带宽—— 内存层次结构 的每一层级之间都有一个带宽。
最重要的带宽是 GPU显存 与 流式多处理器 (SM) 的 寄存器文件 之间的带宽,因为大多数 内核 的 工作集 只能存放在 GPU显存 中,而无法放在 内存层次结构 中更高的层级。正是由于这个原因,在GPU 内核 性能的 屋顶线建模 中,主要使用的带宽。
当代 GPU 的内存带宽以 TB/秒 为单位进行测量。例如,B200 GPU 与其 HBM3e 内存之间的(双向)内存带宽为 8 TB/秒。这远低于这些 GPU 中 张量核心 的 算术带宽,从而导致 屋顶线模型 中的 脊点 所需的 算术强度 增加。
下表列出了从 Ampere 到 Blackwell 流式多处理器架构 NVIDIA 数据中心 GPU 的代表性带宽数值。
| 系统(计算/内存) | 算术带宽 (TFLOPs/s) | 内存带宽 (TB/s) | 脊点 (FLOPs/byte) |
|---|---|---|---|
| A100 80GB SXM BF16 TC / HBM2e | 312 | 2 | 156 |
| H100 SXM BF16 TC / HBM3 | 989 | 3.35 | 295 |
| B200 BF16 TC / HBM3e | 2250 | 8 | 281 |
| H100 SXM FP8 TC / HBM3 | 1979 | 3.35 | 592 |
| B200 FP8 TC / HBM3e | 4500 | 8 | 562 |
| B200 FP4 TC / HBM3e | 9000 | 8 | 1125 |
英文原文(Modal GPU Glossary)
Memory bandwidth is the maximum rate at which data can be transferred between different levels of the memory hierarchy.
It represents the theoretical maximum achievable throughput for moving data in bytes per second. It determines the slope of the "memory roof" in a roofline model of the hardware.
There are many memory bandwidths in a complete system — one between each level of the memory hierarchy.
The most important bandwidth is that between the GPU RAM and the register files of the Streaming Multiprocessors (SMs), because the working sets of most kernels only fit in GPU RAM, not anywhere higher up in the memory hierarchy. It is for this reason that that bandwidth is the primary one used in roofline modeling of GPU kernel performance.
Contemporary GPUs have memory bandwidths measured in terabytes per second. For example, B200 GPUs have a (bidirectional) memory bandwidth of 8 TB/sec to their HBM3e memory. This is much lower than the arithmetic bandwidth of the Tensor Cores in these GPUs, leading to increased ridge point arithmetic intensity.
Representative bandwidth numbers for NVIDIA data center GPUs between the Ampere and Blackwell Streaming Multiprocessor architectures are listed in the table below.
| System (Compute / Memory) | Arithmetic Bandwidth (TFLOPs/s) | Memory Bandwidth (TB/s) | Ridge Point (FLOPs/byte) |
|---|---|---|---|
| A100 80GB SXM BF16 TC / HBM2e | 312 | 2 | 156 |
| H100 SXM BF16 TC / HBM3 | 989 | 3.35 | 295 |
| B200 BF16 TC / HBM3e | 2250 | 8 | 281 |
| H100 SXM FP8 TC / HBM3 | 1979 | 3.35 | 592 |
| B200 FP8 TC / HBM3e | 4500 | 8 | 562 |
| B200 FP4 TC / HBM3e | 9000 | 8 | 1125 |
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