Második forradalom – GeForce 8

Az előddel és a konkurenciával kapcsolatos tudásunk felfrissítése után elérkeztünk az új, G80 kódnevű chiphez. A vektoros felépítésű shadereket, a négyes blokkokat, de még a különálló pixel és vertex shadereket is el lehet felejteni; van helyettük megannyi stream processzor. Az új feldolgozókat úgy kell felfogni, mint apró skalár ALU-kat, melyek ugyanazt az egyszerű műveletet hajtják végre egy bemenő adatfolyamon – streamen – és kimenetük is egy adatfolyam. Az eredménystreamet ezután gyorsan újabb processzorra lehet irányítani. A felépítés előnye a hagyományos, vektor+skalárossal szemben, hogy nullára csökkenthető a kihasználatlan komponensek száma.

128 stream processzor – G80

A másik, talán még fontosabb újdonság, hogy nincsenek különálló vertex és pixel shaderek, csak univerzálisak – ez az úgynevezett unified shader architektúra. Egy 3D jelenet felépítésekor egyenetlen a vertex és pixel műveletek aránya, ráadásul viszonyuk időben is változhat. Ha például mereven 4 vertex egységünk és 8 pixel egységünk van, akkor egy komolyabb geometriát tartalmazó kép megjelenítésekor a négy vertex egység vért izzad, míg a pixelesek többsége lógatja a lábát. Fordított esetben, erősen pixelszámolásra támaszkodó helyzetben a vertex egységek unatkoznak. Az unified shader felépítés mindkét esetet kiküszöböli.

Összegezve, a G80 a korábbi megoldások két leggyengébb pontját eliminálja. Nincs veszteség az egyenetlen pixel és vertex eloszlás miatt, és a vektoros felépítés miatti üresjáratok is eltűnnek.

Memória-sávszélességből soha nem lehet elég. Amikor az ATI előrukkolt az új Ring Busszal, arra hivatkozott, hogy a 256 bitnél szélesebb crossbar megvalósítása komoly technikai gondokat jelent. Nos, az NVIDIA-nál megoldották ezeket a gondokat. A G80 továbbra is crossbar vezérlőt használ, ráadásul a korábbi 4 x 64 bites felállásából 6 x 64, vagyis 384 bit lett!

Azért a nagy általánosítás mellett is maradt alap építőköve a G80-nak. Nyolc stream processzor alkot egy szorosabb egységet. Két ilyen egység – vagyis 16 stream processzor – egy blokkot jelent. A blokkot még négy textúracímező és nyolc textúraszűrő egészíti ki. A részek közti és a blokkok közti kommunikációt kétszintes cache segíti. A stream processzorok és a textúrázók halmazát egy szálkezelő irányítja. Az NVIDIA az egész rendszert GigaThread névvel illeti.

Egy stream processzor egyszerre egy MAD (a=b*c+d) és MUL (a = b*c) műveletet tud végrehajtani, 32 bites, lebegőpontos számokon. Az első hallásra szinte hihetetlen, 1350 MHz-es órajel mellett ez megközelítőleg 520 gigaflops-os nyers számítási teljesítményt jelent! A processzornak csak a stream processzorai futnak ilyen óriási ütemen, a GeForce 8800 GTX többi komponense 575 MHz-en jár. A G80 681 millió tranzisztorból épül fel, a TSMC gyárában készül 90 nm-es technológiával. A 384 bites memóriavezérlő a sima DDR-től a GDDR4-ig mindenféle memóriát támogat. A 8800 GTX-nek 900 MHz-es (effektíve 1800 MHz) GDDR3 memóriája van, abból is rögtön 768 MB. A kisebb GeForce 8800 GTS-nek csak 96 stream processzora – vagyis 6 nagy blokkja – van. A számolók 1200 MHz-en, a processzor többi része 500 MHz-en jár. A memória vezérlője 64 bittel, 320 bitesre, mérete 128 MB-tal, 640 MB-ra, órajele pedig 800 MHz-re csökkent.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!