NVIDIA和AMD的显卡架构差异主要体现在执行单元组织、缓存层次和调度策略上。
1. **执行单元**：NVIDIA采用CUDA核心，每个SM（流式多处理器）包含多个CUDA核心，通常以32个为一组（Warp）同时执行相同指令；AMD使用流处理器（SP），以64个为一组（Wavefront）执行。NVIDIA的Warp调度更灵活，分支发散时效率更高；AMD的Wavefront在无分支时吞吐量更大，但分支发散会导致性能下降。
2. **缓存层次**：NVIDIA通常有更大的L1缓存和统一的L2缓存，且L1与共享内存可动态配置，适合需要频繁数据共享的算法；AMD的RDNA架构引入Infinity Cache（L3缓存），减少显存访问延迟，对游戏场景有利。
3. **光线追踪与AI**：NVIDIA从Turing架构起集成专用RT Core和Tensor Core，硬件加速光追和AI计算；AMD的RDNA2/3使用通用计算单元处理光追，效率较低，但RX 7000系列引入AI加速器，差距缩小。
4. **计算单元设计**：NVIDIA的SM包含专用调度器、寄存器文件和共享内存，每个CUDA核心可独立执行整数或浮点运算；AMD的CU（计算单元）包含多个SIMD单元，每个SIMD执行相同指令，但RDNA改进为双发射，提高指令级并行。
总结：NVIDIA架构更通用，适合异构计算（CUDA生态）；AMD架构更专注游戏光栅化，通过大缓存和高频率提升性价比。