Przedstawiamy GM204: W mieście jest nowy Maxwell
Nvidia przedstawiła swoją najnowszą architekturę graficzną o nazwie kodowej Maxwell około siedem miesięcy temu w średniej klasie GeForce GTX 750 i 750 Ti. Chociaż te karty nie zapewniają wysokiej wydajności flagowego sprzętu do gier, wprowadzają niespotykaną wydajność energetyczną do przestrzeni graficznej komputera PC. Karta graficzna GeForce GTX 750 Ti z procesorem Maxwell to sztandarowe dziecko, które zapewnia doskonałą wydajność na wat, osiągając liczbę klatek na sekundę porównywalną z kartami graficznymi, podwajającymi jej 65 W pułap termiczny.
Firma osiąga to dzięki zastosowaniu tych samych ulepszeń, które wprowadziła do swojej rodziny Tegra na GeForce, maksymalizując to, co każdy element GPU może zrobić, biorąc pod uwagę bezlitosny budżet mocy. Ale entuzjaści nie pożądają samej wydajności. Przeważnie chcą karkołomnej prędkości. Odkąd pojawił się GeForce GTX 750 Ti, chcieliśmy zorientowanej na wydajność implementacji Maxwella. Zgadnij, co Nvidia daje nam dzisiaj? Jego GeForce GTX 980 i 970. Jeśli grasz, to jest Maxwell, na który czekałeś.
Z wysokiego poziomu GPU GM204 w tych kartach wygląda jak GM107 GeForce GTX 750 Ti, odpowiednio wyskalowany. Podobnie jak GM107, wykorzystuje cztery partycjonowane bloki na każdy wieloprocesor strumieniowy (SMM). Każdy SMM obsługuje 128 rdzeni CUDA, 32 jednostki ładowania/przechowywania, osiem jednostek tekstur i jeden silnik PolyMorph. Dwa megabajty pamięci podręcznej L2 są współdzielone przez cały procesor graficzny. Oczywistą różnicą jest jednak liczba SMM: podczas gdy GM107 ma ich pięć, GM204 GeForce GTX 980 ma aż 16 z nich. W sumie daje to 2048 rdzeni CUDA, 512 jednostek ładowania/przechowywania, 128 jednostek tekstur i 16 silników PolyMorph. Oczywiście drugi najszybszy GeForce GTX 970 ma wyłączone niektóre z tych zasobów, łącznie 13 SMM, 1664 rdzeni CUDA, 416 jednostek ładowania/przechowywania, 104 jednostki tekstur i 13 silników PolyMorph.
Pomimo podobieństw, GM204 korzysta z wielu ulepszeń w porównaniu do GM107. Na przykład, każdy SMM w GeForce GTX 980 ma 96 KB fragmentu współdzielonej przestrzeni adresowej dla zadań obliczeniowych, w porównaniu z 64 KB w modelu 750 Ti. Rozmiar pamięci podręcznej L1/texture nowego GPU wynosi teraz 24 KB na parę bloków przetwarzania rdzenia CUDA (48 KB na SMM), podwajając GM107.
W przeciwieństwie do GM107, procesor graficzny GM204 zawiera cztery klastry procesorów graficznych (GPC) zamiast jednego. Oznacza to, że korzysta z czterokrotnie większej liczby silników rastrowych. Oczywiście, wysokiej klasy karty graficzne wymagają mocniejszego zaplecza, aby obsłużyć całą tę przepustowość danych, a GeForce GTX 980 wykorzystuje cztery zaplecza renderowania, które są w stanie obsłużyć 16 operacji ROP w pełnym kolorze na takt, co daje do 64. Cztery 64-bitowe kontrolery pamięci tworzą zagregowaną 256-bitową magistralę. Przy okazji, być może zauważyłeś, że 13 SMM GeForce GTX 970 nie dzieli się równo na cztery GPC. Nvidia twierdzi, że w 970 nie ma predefiniowanej receptury SMM na GPC, a każdy GPU może być skonfigurowany inaczej.
GeForce GTX 980 działa z podstawową częstotliwością taktowania 1126 MHz z nominalną częstotliwością GPU Boost 1216 MHz, podczas gdy GeForce GTX 970 ma podstawową częstotliwość 1050 MHz i typową częstotliwość GPU Boost 1178 MHz. Oba modele mają 4 GB pamięci RAM GDDR5 ustawionej na 1750 MHz lub 7 GT/s, co daje 224 GB/s teoretycznej przepustowości.
[UZUPEŁNIENIE]: Odkąd opublikowaliśmy tę recenzję, wyszło na jaw, że GeForce GTX 970 ma więcej ograniczeń niż pierwotnie ujawniła Nvidia. Podczas gdy GTX 980 ma 2 MB pamięci podręcznej L2, 970 jest ograniczony do 1,75 MB. GTX 980 ma 64 ROP, ale 970 jest ograniczony do 56 dzięki częściowo wyłączonemu klasterowi. Ponadto pamięć 970 jest podzielona na segmenty 3,5 GB i 500 MB o przepustowości odpowiednio 196 GB/si 28 GB/s. Ponieważ tych fragmentów nie można rozłożyć, maksymalna użyteczna przepustowość pamięci dla fragmentu 3,5 GB wynosi 196 GB/s, a nie 224 GB/s, jak pierwotnie podano. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z naszym artykułem o aktualizacji Dane techniczne Real Nvidia GeForce GTX 970. [/uzupełnienie]
Nvidia GeForce GTX 980
Nvidia GeForce GTX 970
Nvidia GeForce GTX 780 Ti
Prawdopodobnie najbardziej sensowne jest porównanie GM204 z opartym na Kepler GK110 w GeForce GTX 780 Ti Nvidii, nawet jeśli wiemy, że prawdopodobnie nie przejdzie do historii jako najpotężniejszy GPU oparty na Maxwellu. 780 Ti ma 2880 rdzeni CUDA, 240 jednostek teksturujących, 48 ROP i 384-bitową magistralę pamięci o przepustowości 336 GB/s. Każdy z tych atrybutów (z wyjątkiem ROP/zegar) przewyższa specyfikacje GeForce GTX 980. Należy jednak pamiętać, że Maxwell to bardziej wydajna architektura, która może zrobić więcej przy mniejszych zasobach. Dla szybkiego przypomnienia, możesz rzucić okiem na naszą recenzję GeForce GTX 750 Ti: Maxwell dodaje wydajność, zużywając mniej energii.
Chodzi o to, że spodziewamy się, że GeForce GTX 980 będzie konkurować na poziomie 780 Ti, a może nawet go przewyższyć. Przetwarzanie rastrowe GeForce GTX 980 wydaje się szczególnie dobrze wyposażone, z 64 pełnokolorowymi ROP na taktowanie i szybkością wypełniania 72 Gpikseli na sekundę. Porównaj to z 48 ROP na zegar GeForce GTX 780 Ti i 44 Gpikseli/s. To powinno dać GM204 przewagę, jeśli chodzi o wysokie rozdzielczości (takie jak 4K) i antyaliasing.
Zanim jednak przejdziemy dalej, porozmawiajmy o skupieniu Maxwella na wydajności. Przyjrzyj się limitowi mocy termicznej GeForce GTX 980 wynoszącemu 165 W. To nie jest literówka i prawie 100 W jest mniej niż GeForce GTX 780 Ti. Minęło dużo czasu, odkąd widzieliśmy lidera wydajności poniżej 200 W w świecie kart graficznych. Rozmiar matrycy GM204 398 mm2 jest mniejszy niż 80% rozmiaru GK110, mimo że jest zbudowany na tym samym węźle produkcyjnym 28 nm. Weź pod uwagę, że ta druga generacja procesora graficznego Maxwell zawiera 5,2 miliarda tranzystorów w porównaniu do 7,1 miliarda Keplera. GeForce GTX 970 jest jeszcze bardziej skąpy mocy z 145 W TDP. Jeśli te nowe karty GeForce mogą zapewnić wydajność dorównującą ich poprzednikom, Nvidia osiągnęła coś wyjątkowego.
Niezależnie od wydajniejszej architektury graficznej Maxwella, GeForce GTX 980 cierpi na 33% spadek szczytowej przepustowości pamięci w porównaniu do GeForce GTX 780 Ti. Nvidia łagodzi ten deficyt, wdrażając ulepszony schemat kompresji pamięci. GM204 ma ulepszony tryb kompresji kolorów delta trzeciej generacji, który zapewnia więcej opcji sprzętowych. Używając bloków 8×8 po 64 piksele, analiza kompresji jest przeprowadzana na blokach 2×4 w celu uzyskania najlepszej możliwej kompresji w krokach 8:1, 4:1 i 2:1. Jeśli kompresja 2:1 nie jest możliwa, blok nie jest skompresowany. Pomyślnie skompresowane bloki oszczędzają jeszcze większą przepustowość za każdym razem, gdy pamięć jest odczytywana. Nvidia twierdzi, że zwiększa to efektywną przepustowość pamięci z 224 GB/s do około 300 GB/s w porównaniu do kart GeForce GTX 680 Kepler. My’
Powinniśmy również wspomnieć o ulepszonej wydajności teselacji GM204. Konstrukcja silnika PolyMorph 2.0 firmy została wykorzystana w Keplerze, a nawet w GM107 opartym na Maxwellu. Ale to się zmienia wraz z ulepszoną konstrukcją silnika PolyMorph trzeciej generacji w GM204. Przedstawiciele Nvidii twierdzą, że wydajność wzrosła nawet o 50% przy wysokich współczynnikach teselacji na silnik dzięki ulepszeniom architektonicznym.
Nowy procesor graficzny Nvidii ma również kilka unikalnych opcji wyświetlania. GeForce GTX 970 i 980 to pierwsze karty graficzne na świecie, które obsługują standard HDMI 2.0, umożliwiając pełną obsługę 4K przy 60 Hz jako alternatywę dla ograniczenia 30 Hz w HDMI 1.2. Karta referencyjna zawiera również dwa wyjścia DisplayPort 1.2 i złącze dual-link DVI, podczas gdy procesor graficzny jest w stanie obsługiwać jednocześnie cztery wyświetlacze 4K przy użyciu silnika wyświetlania, który obsługuje rozdzielczości do wybiegającego w przyszłość 5K.
Nvidia aktualizuje również swój najnowszy procesor graficzny o obsługę kodowania H.265 (HEVC), zapewniając przyjemną, przyszłościową aktualizację. Jeśli chodzi o obecną obsługę H.264, należy pamiętać, że koder wideo Maxwell o stałej funkcji, już dostępny w GeForce GTX 750, został ulepszony o 2,5-krotnie większą przepustowość w porównaniu ze sprzętem Kepler poprzedniej generacji. Oprogramowanie ShadowPlay firmy Nvidia obsługuje teraz wideo 4K przy 60 klatkach na sekundę na GM204, a ta funkcja może być włączona w przyszłości dla innych kart opartych na Maxwell.
Nvidia nie powiedziałaby nam, czy GeForce GTX 980 korzysta z nieobciętej wersji procesora GM204, więc możliwe, że w przyszłym produkcie może pojawić się ta karta graficzna z jeszcze większą (lub mniejszą) liczbą rdzeni CUDA.
