Od GTX 280 k Titanu X: sedm let GeForce v testech výkonu | Kapitola 4
Seznam kapitol
V dnešním mírně retrospektivním testu se podíváme, kam jsme se posunuli s výkonem grafických karet za posledních sedm let. Jde o výrazný posun či nikoliv? Jak se zvětšily čipy, počty shaderů, jak se měnila spotřeba a cena karet? Srovnáme výkon architektur posledních let, od GTX 280 přes GTX 580, GTX 680, 780 Ti a 980 až k Titanu X.
Specifikace karet, statistiky
Tabulka shrnuje základní informace o všech testovaných kartách dnešní recenze. Jde v podstatě o shrnutí všeho, co bylo řečeno v předchozích dvou kapitolách o konkrétních grafických kartách. Mnohem zajímavější ale budou následující grafy se statistickými informacemi, je zajímavé takhle historicky shrnout vlastnosti čipů po letech a podívat se na ně v jednom grafu.
Sedm let vývoje GPU GeForce
První graf ukazuje nárůst velikosti čipu za sedm posledních let. Je vidět, že Nvidia se nikdy velkých čipů nebála a všechny „velké“ čipy byly vždy podobně velké, byť na různých výrobních procesech. Jádro G200 v GeForce 280 GTX bylo vyráběné na 65 nm, po několika měsících bylo pak nahrazeno 55nm výrobou. Jádra Fermi byla vyráběna už na 40 nm, Kepler a Maxwell jsou 28 nm jádra. Všechna velká jádra GT200, GF110, GK110 a GM200 mají velikost mezi 500–600mm². Poslední jmenované je ale ze všech největší, nárůst velikosti mezi jádry GT200 a GM200 je ale pouze 4 procenta.
Jak se zvyšuje komplexnost čipů, roste i počet tranzistorů s nižším výrobním procesem. Zde se udál velký pokrok. První čip G200 disponoval pouze 1,4 miliardami tranzistorů, GM200 jich nese kousek nad 8 miliard. Nárůst počtu tranzistorů mezi prvním a posledním jádrem je tedy ohromný, počet se zvýšil téměř šestkrát. Naroste šestkrát i výkon? Uvidíme.
Důležitý je také počet shaderů či stream procesorů, které Nvidia překřtila na jádra CUDA. Pro výkon jsou potřeba. Přímé srovnávání počtu stream procesorů není úplně korektní, u starších architektur (Tesla, Fermi) totiž stream procesory na podstatně vyšších taktech než zbytek jádra (tzv. hot clocks).
Jádro GT200 mělo k dispozici pouze 240 základních CUDA jednotek, nejmodernější čip jich má 3072, což je téměř třináctkrát více. Výpočetní potenciál je tedy značně vyšší.
Nejen CUDA jádra ale tvoří výkon, jak se měnily architektury, měnily se i počty a rozložení texturovacích jednotek a rasterizačních jednotek (ROPs). GT200 mělo k dispozici 80 TEX a 32 ROPs. Jádro GM200 disponuje 192 TEX a 96 ROPs. U TEX je to 2,4× vyšší počet a u ROPs je to 3× více.
CUDA jádra přibývala rychleji, i když zbytek čipu nerostl tak drasticky, přeci jen je jistý posun znát.
Důležitým faktorem je také frekvence čipu. První jádro pracovalo na 600 MHz, kdy Shadery měly dvojnásobný takt. Fermi pak navýšilo frekvenci na 770 MHz, Kepler se dostal až na 1 GHz a výše díky Boostu. Titan X se také zastavil na podobných taktech, i když se předpokládá, že GeForce GTX 980 Ti by mohla mít o 100 MHz vyšší takty. Pokud tedy budeme uvažovat o frekvenci 1,1 GHz – frekvence od dob GT200 se zvýšila jen 1,8×. To za sedm let není zase tolik, ale GPU není jednoduchý čip jako klasický procesor, tudíž je navyšování frekvencí složitější (ostatně ani u těch procesorů už nejdou takty nahoru zrovna raketovým tempem).
Poslední graf ukazuje nárůst taktu pamětí. První karta ještě používala GDDR3, všechny ostatní pak už GDDR5. Zde je také vidět nárůst potřeb čipů a modernizaci řadičů pamětí. Takt narostl 3×. Co se týká propustnosti, je vzhledem k různé šířce paměťové sběrnice rozdíl mezi generacemi ale menší. První karta nabízela propustnost 142 GB/s, nejmodernější čip nabízí 337 GB/s což činí nárůst „jen“ 2,3x. Ani tady už není přímé srovnávání úplně přesné, u poslední generace karet se i při stejných taktech výkon pamětí zvedá díky použití delta komprese.
Shrnuti, GT200 – GM200
Pokud se podíváme na čipy GT200 a GM200 jen co se týče technických vlastností, nejsou rozdíly zase tak dramatické. Velikost čipu je téměř shodná, nárůst jen a pouze čtyři procenta. Ovšem výrobní proces zaznamenal sedm let posunu vpřed, i když poslední roky se krapet zasekl na 28nm. Počet tranzistorů ale narost řádně, GM200 nabízí šestkrát více tranzistorů než GT200. Počet Shaderů se zvýšil třináctkrát, počet texturovacích a ROP jednotek narostl zhruba třikrát. Společně se vším zmíněným, se také frekvence čipu zvýšila téměř dvakrát, propustnost pamětí pak více než dvakrát. Frekvence pamětí se zvýšila třikrát, ovšem rostla také kapacita. Z původního 1 GB máme dnes 4–6GB u běžných výkonnějších karet, Titan X nabízí 12 GB.
Za zmínku stojí také cena karet. V roce 2008 byla GeForce 280 GTX uvedena za 649 USD, což tehdy činilo 12 000 Kč s DPH, GeForce GTX 980 Ti by měla snad stát 699 dolarů, což by tehdejším kurzem a marží dělalo 13 000 Kč. Ten posun tedy za sedm let nebyl zvlášť velký. Bohužel kurs ze změnil, a koruna je v současné době nejslabší za dlouhé roky. GeForce GTX 980 Ti bude stát 20 000 Kč s DPH, tedy o sedm tisíc víc než high-end před sedmi lety, Nvidia ale cenu navýšila jen o 50 USD, za vše může jiný kurs a zřejmě i jiné marže českých obchodníků. V USA si ale zákazník svůj běžný high-end (při pominutí předražených Titanů) po sedmi letech koupí skoro stejně draho, bohužel my v EU nikoliv.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
