nVidia GeForce GTX 680 – Kepler přichází vládnout | Kapitola 2
Seznam kapitol
Tři měsíce kraloval trhu grafických karet Radeon HD 7970, jeho vláda nad kartami s jedním GPU dnes ale končí. Nová GeForce GTX 680 jej ve všech směrech překonává – má vyšší výkon, nižší spotřebu, jde také skvěle přetaktovat a ještě je levnější. nVidia vyrobila nejúspornější a nejvýkonnější herní GPU ve své historii.
Jádro GF110 (Fermi)
Jádro GK104 (Kepler)
První obrázek ukazuje plné jádro GF110 architektury Fermi, druhý pak GK104 architektury Kepler. My už víme, že bychom měli spíše srovnávat s GF114, jeho snímek ale nVidia k dispozici nikdy nedala. A jelikož je GTX 680 prozatímním nástupcem GTX 580, můžeme si srovnat tato dvě jádra. Výrobce je také porovnává vůči sobě i v oficiální prezentaci.
Jádro GF110 v GeForce GTX 580 má šestnáct SM bloků, každý pak s 32 CUDA jádry. To jest dohromady známých 512 CUDA jader. Plocha čipu je přibližně 530 mm a počet tranzistorů někde kolem 3 miliard. Pro úplnost ještě zopakujme parametry jádra GF114. Jádro nese osm SM bloků a v každém 48 CUDA jader. Celkový počet je 384 CUDA jader. To vše při velikosti čipu 350 mm čtverečních a 2 miliardách tranzistorů. Jádro GK104 architektury Kepler je sestavené také z osmi SM bloků (nový název je SMX blok) v každém je pak 192 CUDA jader. Celkový počet je tedy masivních 1536 CUDA procesorů. To vše se vejde na plochu 294 mm čtverečních s 3,4 miliardami tranzistorů. Jádro GK104 je přibližně o 55 procent menší, a přesto se do něj vešlo třikrát více výpočetních CUDA jader. nVidia musela z jádra vypustit doslova tunu logiky patřící výpočetním funkcím, zmenšila se L2 cache a spousta tranzistorů určených pro výpočty ustoupila hernímu nasazení. Jen tak se mohl tento počet CUDA vejít do tak malého čipu.
Hlavní specifikace čipu GK104
Na horním obrázku vidíme jádro GK104, dole pak pro porovnání GF110 a GF114. Jádro GK104 má osm SMX bloků, 1536 CUDA jader, 8x teselátorů (geometry units), 4 rasterizační jednotky, 128x texturovacích jednotek, 32 ROPs. Sběrnice pamětí je 256-bitová. Jádro GF110 má také čtyři rasterizační jednotky, teselátorů má ale dvojnásobný počet. Počet texturovacích jednotek je poloviční, má ale širší sběrnici pamětí a vyšší počet ROPs. Daleko více je jádro GK104 podobné strukturou GF114. Počet bloků a většiny jednotek je stejný, poloviční je počet texturovacích jednotek a samozřejmě nižší počet CUDA. Podívejme se ještě na jeden SMX blok:
nVidia opustila "hotclock" neboli dvojnásobnou frekvenci CUDA procesorů. Vysokofrekvenční Shadery jsou totiž drahé, nejen na prostor ale také na spotřebu. Přeci jen pracovaly na taktu 1,4 GHz a vyšším (u Fermi). Tím, že má celé jádro pouze jednu frekvenci, znatelně klesla spotřeba čipu a významně narost poměr výkonu na Watt. Při prezentaci Nvidie se jeden z novinářů zeptal, zdali se CUDA jádro architektury Kepler liší od toho u Fermi. Odpověď byla jednoznačná, oba CUDA procesory jsou naprosto totožné, tedy nedošlo k jejich zeštíhlení nebo zjednodušení.
Jelikož už víme, že počet Teselátorů neboli Geometry units klesl proti GF110 na polovinu, musel výrobce tento deficit dohnat. nVidia označila PolyMorph Engine jako druhou generaci, má mít až dvojnásobný výkon než u GF110. Geometrický výkon by měl být teoreticky stejný, nVidia ale tvrdí, že je až 4x vyšší než u Fermi. To je pravděpodobně dosaženo vyšší frekvencí, u Fermi pracovala tato část na taktu 770 MHz (GTX 580), nyní pracuje na frekvenci vyšší než 1 GHz. Jistý nárůst výkonu nad Fermi zde zřejmě bude.
Efektivita
Tento slajd nám ukazuje, jak daleko se nVidia posunula ve výkonu na Watt s touto generací grafik. Od GeForce 8800 GTX až k GeForce GTX 580 stoupala křivka pozvolna, každá generace nabídla zpravidla vyšší spotřebu při vyšším výkonu. Křivka tedy stále stoupala, tentokrát je ale odskok významný. GeForce GTX 680 nabízí o desítky procent vyšší výkon na Watt než GeForce GTX 580. Je dokonce vyšší i než u karet Radeon HD 7900.
Když jsem říkal hned v úvodu, že GeForce GTX 680 má nižší spotřebu než Radeon HD 7970, tak jsem samozřejmě věděl co říkám. Ona má totiž GeForce GTX 680 dokonce nižší spotřebu než má Radeon HD 6970. Je někde na úrovni GeForce GTX 560 Ti kousek nad Radeonem HD 6950. Nevěříte, však se brzy přesvědčíme sami.
O tom jak úsporná GeForce GTX 680 je nás přesvědčuje další slajd. Tato karta si totiž vystačí bez potíží se dvěma 6-pin napájecími konektory. Už žádná topící monstra s jedním nebo dvěma 8-pin napájeními, pro GK104 stačí dvojice 6-pin a stejně je výkonnější než obě zmíněné karty na obrázku.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
