NVIDIA Maxwell – grafická architektura pro rok 2014
5. 3. 2014 08:00 Rubrika: Technologie Autor: Jakub Pavlis
NVIDIA konečně po dlouhém čekání a kratším zdržení vydala první karty založené na nové architektuře. A novinek není pomálu, i když jedno zůstalo – nejprve byly představeny desktopové modely a na mobilní si ještě chvilku počkáme. Ale technologie bude stejná – a to samo už je revoluční novinkou. Pojďme tedy na to.
Asi největší novinkou v nové generaci a architektuře je přístup k vývoji. NVIDIA se rozhodla sloučit vývoj mobilních i desktopových grafik. Samozřejmě si každá kategorie zachová svá specifika související s fyzickou velikostí, způsobem chlazení a podobnými vlivy, ale základ, tedy výpočetní čipy, by měly být nadále stejné pro obě kategorie, tedy zaměřené především na efektivitu a úspornost chodu.
Situace NVIDIA nebyla úplně jednoduchá. AMD ji tentokrát s uvedením nové generace karet o dost předběhlo, navíc externí dodavatelé (pro NVIDIA především taiwanské TSMC) se stále potýkají s přechodem na 20nm výrobní technologii, takže nové grafické čipy se stále produkují pouze 28nm postupem. Pro uživatele to samozřejmě nijak výhodné není, ale alespoň to nabízí hezké srovnání, kam se dnes designéři mohou dostat jen změnou architektury.
A máme tu druhou novinku v přístupu – protože se NVIDIA zaměřila spíše na efektivitu než jen hrubý výkon a jeho nárůst tedy není nijak závratný, nepředstavila jako první top modely za vysoké ceny pro nadšence a hráče, ale modely střední třídy, které sice také nabídnou možnost zahrát si i nejnovější hry, ale na trhu osloví mnohem větší cílovou skupinu. A je tu i technická stránka související s předchozím odstavcem – čím větší čip, tím větší obtíže s jeho výrobou. A NVIDIA se jistě chce vyhnout problémům se spolehlivostí svých karet, takže nejprve nabídla menší čipy, i na 20nm výrobní technologii se pravděpodobně dočkáme nejdříve slabších čipů a karet určených (snad i) pro mobilní trh. Zatím NVIDIA představila grafické karty GeForce GTX 750 a GeForce GTX 750 Ti, které jsou namířené proti novým AMD Radeonům R7 260/265, jde tedy o desktopové karty.
Další zásadní změnou, asi tou největší, je změna v návrhu jader, počtu streamovacích jednotek a poměru texturovacích jednotek vůči aritmeticko-logickým. Na rodíl od SMX jednotek v generaci Kepler je v dnešní generaci základem SMM (Streaming Multiprocessor Maxwell),který sestává ze čtyř bloků po 32 CUDA jádrech, SMM má tedy 128 CUDA jader na rozdíl od předchozích SMX jednotek Kepleru, které jich měly 192. Stream multiprocesory se pak řadí k sobě a propojují s rastrovací jednotkou. Každý SMM dále obsahuje Polymorph Engine 2.0 včetně Vertex Fetch, Tessellator, Viewport transform, setupu a streamovacího výstupu. Každý SMM má 8 texturovacích jednotek a 16 ROPs, na prvních představených kartách jsou spojeny s 128bitovým paměťovým řadičem.
Místem, kde se změna neudála, je podpora DirectX, kde zůstává u 11.0, byť karty umí i některé funkcionality vyšších standardů. AMD je se svou architekturou GCN 1.1 už u podpory DirectX 11.2. Není to ale velkým překvapením, podobné to bylo i u DirectX 10.x a herní vývojáři si s tím také poradili, ostatně plné využití nejnovějších technologií ve hrách se tento rok ani neočekává. Podobné to je u dekódování videa ve formátu H.265 (HVEC), kdy NVIDIA nenabízí plné hardwarové dekodování, byť částečná hardwarová podpora bude. Oproti předchozí generaci NVENC ovšem má být zrychlení až osminásobné a při menší spotřebě.
Jak jsem už několikrát napsal, nejvýraznější je zaměření se na efektivitu a spotřebu tak, aby bylo možné tentýž design v základu použít pro mobilní i desktopové nasazení. NVIDIA slibuje dvakrát lepší poměr výkonu a spotřeby než u Kepleru, což je vzhledem ke stejné technologii výroby nádherný výsledek. Výkon na jedno jádro má být navíc až o 135 % vyšší než u předchozí generace.
A pro srovnání, neboť tentokrát to již trochu reprezentativní je. Desktopová karta NVIDIA GeForce GTX 750 Ti má 640 CUDA procesorů, paměť GDDR5 s frekvencí 5,4 GHz o velikosti 2 GB. Přitom TDP je pouze 60 W, což už lze uchladit i u většího notebooku, do řekněme 17'' přístrojů by nebyl nejmenší problém kartu usadit. Navíc ani desktopové karty nevyžadují přídavné napájení – další plus pro mobilní nasazení. A v tuhle chvíli tedy stojí za to uveřejnit i výsledky testů desktopové karty (ze serveru anandtech.com), protože mobilní by se příliš lišit neměly.
Celkem lze říci, že NVIDIA nasadila z pohledu zájemce o notebooky úžasný kurz, který by mohl zpřístupnit hraní nejnovějších her i majitelům menších notebooků. A je tu ještě jedna zajímavá věc, Pomalu a nenápadně vzniká celé nové odvětví počítačů – přístroje optimalizované pro „těžbu“ bitcoinů – virtuální měny. A NVIDIA se svým poměrem výkon/spotřeba je dnes favoritem i v tomto sektoru trhu. Přeji tedy šťastné zítřky a nízké ceny.
