GeForce GTX 480 (Fermi) – nowa generacja kart graficznych NVIDI-i (w końcu!)

Modele oraz ich dane techniczne

Niektóre informacje znajdujące się w tej tabelce wymagają wyjaśnienia.

Po pierwsze, NVIDIA na razie nie wprowadza karty z aktywnymi wszystkimi 512 rdzeniami CUDA. Firma zdecydowała się na odłączenie jednego całego multiprocesora, czego skutkiem jest „zniknięcie” 32 SP i czterech jednostek teksturujących.

Druga kwestia to stosunkowo mała liczba jednostek teksturujących, nawet mniejsza niż w GeForsie GTX 285. Nie oznacza to jednak niższej wydajności w teksturowaniu. Owszem, GTX 480 może wygenerować mniej adresów tekstur niż poprzednik, ale pojedyncza jednostka teksturująca może pobrać aż cztery próbki tekstury w jednym cyklu zegara zamiast jednej, jak w przypadku poprzednika. Więc w praktyce wydajność jednostek teksturujących jest znacznie wyższa niż poprzednio.

Następna ciekawostka dotyczy zegarów taktujących. Zegar rdzenia odnosi się teraz tylko do taktowania pamięci podręcznej drugiego poziomu i do ROP-ów. Cała reszta układu jest taktowana zegarem jednostek cieniowania lub jakąś jego częścią. Pamięć podręczna pierwszego poziomu i rdzenie CUDA są taktowane pełnym zegarem jednostek cieniowania, a jednostki teksturujące, silniki PolyMorph i rasteryzatory są taktowane... połową tego zegara, czyli 700 MHz. Żeby było śmieszniej, zegar „rdzenia” jest na stałe powiązany z zegarem „jednostek cieniowania”, a jego taktowanie zawsze wynosi połowę prędkości tego drugiego. Więc mamy niby dwie domeny zegarowe, ale tak naprawdę jest jedna, bo obie są ze sobą bezpośrednio połączone.

Inna ciekawostka jest widoczna, gdy porównujemy maksymalną teoretyczną wydajność obliczeniową GeForce'ów GTX 285 i GTX 480. Skąd taka stosunkowo mała różnica pomimo znacznie większej liczby jednostek obliczeniowych?

GT200 i G80 w teorii mogły wykonać równolegle jedną instrukcję MAD (mnożenie dwóch liczb plus dodanie do wyniku trzeciej) wykonywaną na SP i jedną instrukcję MUL (mnożenie dwóch liczb) wykonywaną na SFU (każda SFU ma cztery jednostki FPU zdolne wykonać instrukcję MUL, więc dwie takie jednostki znajdujące się w SM mogły wykonać mnożenie ośmiu par liczb w jednym cyklu zegara). W teorii daje nam to 24 (osiem MUL plus osiem ADD wynikających z operacji MAD wykonywanych przez każdy z SP i osiem MUL wykonywanych przez SFU) operacje na liczbach zmiennopozycyjnych w jednym cyklu zegara wykonywane przez jeden multiprocesor (dalsze obliczenia prowadzące do „uzyskania” maksymalnej teoretycznej mocy obliczeniowej można wykonać dla ćwiczenia samemu ;)). W praktyce sytuacja, kiedy dało się uzyskać równoległe wykonywanie niezależnych instrukcji MUL na SFU, prawie nigdy się nie zdarzała, więc pozostawaliśmy ze standardowym zestawem 240 operacji MAD (480 flopów) wykonywanych przez całe GPU w każdym cyklu zegara. Kiedy spojrzymy na to w ten sposób, to szybko okazuje się, że praktyczna moc obliczeniowa wzrosła w Fermim dwukrotnie, czyli tyle, ile byśmy się spodziewali. Warto też spojrzeć na wydajność w obliczeniach na liczbach podwójnej precyzji. Komentarz jest chyba zbędny.

No i na deser rozmiar GPU. Nie mamy dokładnych liczb, ale możemy w miarę precyzyjnie oszacować, jaki rozmiar ma GPU GTX-a 480. Od razu widać, że jest... olbrzymi. Na dodatek ponad trzy miliardy tranzystorów w jednym kawałku krzemu robi spore wrażenie. Cypress przy Fermim wygląda jak Dawid przy Goliacie. Widać tu wyraźnie, że obie firmy mają zupełnie inną koncepcję GPU i inaczej budują swoją ofertę kart graficznych opartych na danej architekturze. W praktyce tych GPU nie powinno się ze sobą bezpośrednio porównywać. To tak, jakby bokser wagi ciężkiej walczył z bokserem wagi średniej – po prostu to nie ta kategoria wagowa. W teorii o tyle większy układ graficzny powinien być znacznie wydajniejszy niż „knypkowaty” Radeon. Czy tak jest naprawdę? O tym już za chwilę, wcześniej kilka fotek ;)