NVIDIA MAXWELL – Maxwell arhitektura i tehnologije

NVIDIA MAXWELL – Maxwell arhitektura i tehnologije

1322
11
PODELI

Ako vas „Zeleni“ vs. „Crveni“ ne asocira ni na šta, onda ili niste gejmer ili ne pratite IT tehnologije. No, kako ste ipak ovde i čitate ovaj članak, verujemo da ste dovoljno upućeni ko je ko u ovom sektoru. Tržište grafičkih procesora je uvek bilo jako dinamično, što je naročito slučaj poslednjih godina. Od AMD-a smo videli vrlo uspešnu seriju kartica Rx 2xx, a nVidia je pokazala GTX 7xx seriju.

Breaker

Kada je napredak u tehnološkog procesa u pitanju, oba proizvođača su donekle „udarila u zid“, jer su već par godina prinuđeni da koriste 28nm proizvodni proces. U takvim okolnostima nije bilo kud, osim da se optimizuju postojeće arhitekture. Optimizacija se odnosila pre svega na potrošnju, pa tek onda na performanse.

Nvidjin naredni evolutivni korak je poneo naziv Maxwell, a prvi izdanak je stigao početkom 2014-te godine u vidu GTX750(Ti) kartica. Krajem 2014-te je stigla nadogradnja u vidu high-end čipova sa kodnim nazivom GM204.

 

MAXWELL_U1

 

Maxwell grafičke karte

 GM204 možemo posmatrati kao drugu generaciju Maxwell arhitekture. Prva generacija podrazumeva GM107 čip, koji je bio ugrađivan u GTX750 i GTX750 Ti grafičke kartice. Punokrvni GM107 čip poseduje svega 5 SMM klastera (svaki klaster sadrži 128 CUDA jezgara), za ukupnu cifru od 640 CUDA jezgara. Ovaj raspored karakteriše GTX750 Ti kartice, dok je kod GTX750 aktivan jedan SMM klaster manje (4 klastera, 512 CUDA jezgara).

 

MAXWELL_01

 

Prve Maxwell karte su imale vrlo pristojne performanse, pri čemu je gaming u fullHD rezoluciji bio omogućen. Potrošnja ovih karti je bila 60W i 55W, što je cifra vredna respekta. Uzmite u obzir činjenicu da adekvatna (konkurentna) AMD karta iz tog segmenta (R7 260X) potražuje 115W snage, što je bezmalo duplo zahtevnije.

 

MAXWELL_02

 

Krajem 2014-te godine, nVidija je predstavila i High-End kartice GTX980 i GTX970. O njima ste već imali priliku da čitate na našem portalu. Grafički čip koji je ugrađivan u njih nosi naziv GM204.

 

nVidia GTX 980 GTX 970 GTX 780 Ti GTX 780
GPU GM204 GM204 GK110 GK110
Broj tranzistora 5,2 milijarde 5,2 milijarde 7,1 milijarda 7,1 milijarda
Arhitektura Maxwell Maxwell Kepler Kepler
Proizvodni proces (TSMC) 28nm 28nm 28nm 28nm
CUDA jezgra 2048 1664 2880 2304
Jedinice za teksturisanje 128 104 240 192
ROPs 64 64 48 48
GPU frekvencija 1126 MHz 1050 MHz 875 MHz 863 MHz
Boost frekvencija 1216 MHz 1178 MHz 928 MHz 900 MHz
VRAM frekvencija 7000 MHz 7000 MHz 7000 MHz 7000 MHz
Memorijski interfejs 256-bit 256-bit 384-bit 384-bit
Instalirano VRAM 4 GB 4 GB 3 GB 3 GB
Propusna moć memorije 224 Gb/s 224 GB/s 336 GB/s 288,4 GB/s
Maksimalna potrošnja (TDP) 165 W 145 W 250 W 250 W
Konektori za napajanje 2x 6-pin 2x 6-pin 1x 6-pin + 1x 8-pin 1x 6-pin + 1x 8-pin

 

Vidimo da GTX980 poseduje 16 funkcionalnih SMM klastera (2048 CUDA), dok ih GTX970 ima 3 manje (1664 CUDA). Pored performansi, najviše što nas je oduševilo je energetska efikasnost GM204 čipa, koja iznosi 165W i 145W.

 

MAXWELL_03

 

Za detaljnije razlike u arhitekturama Kepler i Maxwell, preporučujemo da pročitate naš članak o ASUS GTX 980 STRIX karti. Ovde ćemo se isključivo fokusirati na Maxwell.

Što se hardverske organizacije tiče, gradivna celina Maxwella jeste SMM klaster iliti blok. Kada to razložimo, vidimo da SMM blok sadrži četri segmenta – svaki sa po 16384 fajl registra, jednim warp scheduler-om i instrukcijskim baferom. Svaki SMM blok sadrži po 128 CUDA jezgra. Instrukcijski keš je ostao deljen između blokova. L1 keš memorija je povećana i sada iznosi 96KB, dok je L2 keš sada 2MB.

Što se tiče ROP jedinica, u ranijim arhitekturama odnos ROP-ova i memorijskih kontrolera je bio 8:1. U prevodu, obrađivalo se 8 piksela po kloku. Kako GK110 ima šest memorijskih kontrolera (6×64-bit), dolazimo do računice od 48 ROP jedinica. Sada je taj odnos promenjen na 16:1 (dupliran), pa uz četri memorijska kontrolera (4×64-bit) izbijamo na 64 ROP jedinica. ROP jedinice se uparuju direktno na magistralu zbog prirode posla koji obavljaju, a koji zahteva ogroman propusni opseg.

 

MAXWELL_04

 

Generalno, više je bolje, ali to ne važi uvek kada je ROP u pitanju. Ukoliko ubacite previše ROP jedinica po kontroleru, može vrlo lako da se desi da zagušite memorijsku magistralu i dobijete kontra efekat. Iz te perspektive, povećanje odnosa broja ROP-ova i kontrolera treba uvek pažljivo planirati.

 

 

MAXWELL_05

MAXWELL_06

U tom kontekstu, nVidija je primenila poslednju iteraciju svoje tehnologije kompresije boja, čime je postignuta prilično velika ušteda u potrebnom memorijskom propusnom opsegu. Rezultati su i do 25% bolja iskorišćenost magistrale, pa tako memorija koja je 7Gbps radi efektivno kao 9Gbps.

 

MAXWELL_07

 

Kompresija boja uz 64 ROP mehanizam i 2MB šerovanog L2 keša donosi bolju optimizaciju u visokim rezolucijama (4K). AMD je ovu tranziciju izvršio u protekloj generaciji svojih čipova, sa GCN 1.1 (Hawaii), pa je sve ovo vreme bio u nešto boljoj poziciji kada je 4K gejming u pitanju.

 

Maxwell tehnologije

Pored redizajna u arhitekturi, Nvidija je poradila i na unapređenju softvera. Krupnih novina nema puno, a svakako da su nainteresantnije DSR i VXGI tehnologije. O čemu se radi?
DSR je skraćeno od Dynamic Super Resolution, a u pitanju je tehnika renderovanja slike. Slika se pre svega renderuje u visokoj 4K rezoluciji, a onda se naknadno skalira na fullHD (1080p) rezoluciju pre nego što će se prikazati na Vašem monitoru.

 

MAXWELL_08

 

VXGI je skraćeno od Voxel Global Illumination, pri čemu Voxel predstavlja najanji element nad kojim se može manipulisati u 3D prostoru. Svetlosni efekti su jako bitni za realističnost renderovane scene i to nVidija dobro zna, tako da je posvetila posebnu pažnju ovoj problematici.

 

MAXWELL_09

 

Tu je takođe i unapređen algoritam za umekšavanje ivica i semplovanje slike – MFAA – Multi Frame Sampled Anti-Aliasing.

 

MAXWELL_013

MAXWELL_010

MAXWELL_011

MAXWELL_012

 

Naravno, sve Maxwell (a i Kepler) bazirane karte podržavaju Nvidijinu tehnologiju adaptivne sinhronizacije – G-Sync. Zamerka sa naše strane je što je ova tehnologija još uvek poprilično skupa, pa zasad nije dostupna širokoj publici. Monitori sa G-Sync podrškom koštaju preko 700 evra u ovom trenutku. Jedan primerak smo imali na testu, a u pitanju je bio ASUS ROG monitor sa oznakom SWIFT PG278Q. Adaptivna sinhronizacija rešava probleme cepanja slike i smanjuje input lag, što omogućuje ugodnije gejming iskustvo.

  

Budućnost

 

Ako obratimo pažnju na nomenklaturu, setite se samo da je TOP čip u okviru arhitekture iste generacije uvek nosio cifru x10 u svom kodnom nazivu. Ako nVidija ne bude menjala označavanje, možemo slobodno da kažemo da nam zveri od kartica tek predstoje u budućnosti, a pravi „mindblown“ će biti kada shvatite da je GM204 čip zamišljen da pripada srednjem rangu.

 

MAXWELL_U2

 

U zavisnosti od toga koliko bude noviteta, sledeći čip će verovatno nositi naziv GM210 ili GM310, i biće u pitanju potpuno funkcionalni Maxwell kakav je prvobitno zamišljen. Glasine kažu da možemo očekivati ponovo dva čipa – jedan će biti sa 21 Maxwell klasterom, a drugi „Fat One“ (debeljko, što bi rekli) bi trebao da ima 24 klastera i celih 3072 CUDA jezgra. „Full fat“ čip bi trebao da se ugrađuje u Titan 2 karte, a više je nego očigledno koliki pomak u performansama možemo očekivati u odnosu na trenutni High-End u vidu GTX 980 kartica.

Toliko od nas za sada. 

 

Autor: Marko Jovanović

 

11 KOMENTARA

POSTAVI ODGOVOR