浮点能力翻4倍 GF100不再仅是显卡

        ●4个特殊功能单元Four Special Function Units （SFU）

        特殊函数处理单元处理超越函数，包括sin、cosine、求倒数、平方根。每一个SFU在一个周期内每一个线程可以执行一个指令操作，每一个warp执行需要8个周期。指令分发器可以按照当前SFU的运行情况来分发指令，当一个SFU在进行运算的时候，可以将指令分发到其他的SFU处理单元。
 
        ●双精度设计Designed for Double Precision

        Fermi的双精度浮点（FP64）性能也大幅度提升，峰值执行率可以达到单精度浮点（FP32）的1/2，而过去只有1/8，AMD现在也不过1/5，比如Radeon HD 5870分别为单精度2.72TFlops、双精度544GFlops。由于最终核心频率未定，所以暂时还不清楚Fermi的具体浮点运算能力（双精度预计可达624GFlops）。

       双精度的浮点计算在高性能计算中有着核心的重要位置，在求解线性代数中，数值计算量子化学中都会需要双精度浮点运算。Fermi架构为支持双精度浮点运算进行了特别设计每一个SM在一个时钟周期内可以完成16个双精度浮点数的FMA操作。是在GT200架构以后又一激动人心的设计。

双精度运算中Fermi架构的性能提升

        ●快速原子内存操作

        在多进程（线程）的操作系统中不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作，文件的原子操作是指操作文件时的不能被打断的操作。原子操作在并行计算中非常重要，它可以让线程对共享的内存结构做正确的读写操作。

        原子操作包括add、min、比较和交换、读、修改和写操作，它们都不用打断其他的正在运行的线程。原子操作被大量使用在并行存储、缩减和并行的建立数据结构中，而不需要锁定线程的执行。

Fermi原子操作能力提升

        大量原子操作单元和L2缓存的使用，大大增强了FermiGPU架构中的原子操作能力。在相同位置的原子操作，Fermi的速度比GT200快20倍，连续的内存操作是GT200的7.5倍。

        在GPU支持的内存寻址空间方面，GT80/GT200都是32-bit的，最多搭配4GB GDDR3显存，而Fermi一举支持64-bit寻址，即使实际寻址只有40-bit，支持显存容量最多也可达惊人的1TB，目前实际配置最多6GB GDDR5——仍是Tesla。

        同时Fermi统一了寻址空间，简化为一种指令，内存地址取决于存储位置：最低位是本地，然后是共享，剩下的是全局。这种统一寻址空间是支持C++的必需前提。而以前的架构里多种不同载入指令，取决于内存类型：本地（每线程）、共享（每组线程）、全局（每内核）。这就和指针造成了麻烦，程序员不得不费劲清理。

注：（本章节作者由林光楠和濮元恺合作完成）