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    GeForce GTX 1080显卡技术:架构、工艺全面升级

    我们早在2年前的GTC大会上就得知了Pascal显卡的路线图,NVIDIA当时公布的几大特性就是——NV Link、3D显存(即HBM 2)、模块化及FinFET高级工艺,不过前面两个新技术主要用在了GP100大核心上,NV Link对GTX 1080来说无用,HBM 2显存虽然让人心动,但目前的问题是产能低、成本高,没法在这么快就用在消费级显卡上,不过GTX 1080依然带来了全新的架构、16nm FinFET工艺、GDDR5X显存、散热器及3D渲染技术上等改进。


    GTX 1080显卡主要改进

    ·GTX 1080显卡架构简介

    GTX 1080显卡使用的也是Pascal架构,不过是GP104核心,此前的Tesla P100加速卡使用的是GP100大核心,但是与处处针对高性能加速而设计的GP100核心不同,GP104核心架构实际上更接近目前的GM204而非GP100大核心。

    GP104核心拥有20组SM单元,每组SM单元有128个CUDA核心,而GP100核心中每组SM单元是64个CUDA核心,而GP104在这点上跟GM204、GM200核心是一样的,每个SM单元由4部分包含32个CUDA核心的小单元组成。


    Maxwell(左)架构与GP104核心的SM单元架构


    GP100核心的SM单元不同,同时塞进了更多的DP双精度单元


    GP104架构示意图


    GM204架构示意图

    显存方面,GP104也从GP100核心的HBM 2回归GDDR界面,不过这里有很大不同——GM204核心是4组64bit显存控制器,每组连接16个ROP单元和512KB L2缓存,而GP104核心是8组32bit显存控制器,每组连接8个ROP单元和256KB L2缓存。总位宽是256bit,ROP单元64个,L2缓存2048KB,这三点相比GM204核心并没有变化。

    ·16nm FinFET Plus工艺

    早先公布路线图的时候,NVIDIA提到了Pascal会使用FinFET工艺,当时并没有明确具体工艺,因为存在着三星14nm FinFET及TSMC 16nm FinFET两种路线,期间也一度有传闻称NVIDIA也要转向三星代工,不过最终这事不了了之,NVIDIA使用的还是TSMC的16nm工艺,而且是其中的16nm FinFET Plus高性能工艺。

    目前AMD及NVIDIA的GPU主要使用28nm HPM工艺,根据TSMC的说法,16nm FinFET Plus工艺相比28nm HPM提升了65%的性能或者减少了70%的能耗,同时晶体管密度翻倍,而GP104晶体管数量就从52亿提升到了72亿,但核心面积反而从398mm2减少到了314mm2。

    更重要的是,GTX 1080显卡的核心频率大幅提升,此前GTX 980的加速频率是1216MHz,而GTX 1080可达1733Mhz,整整提升了42%,这些都要归功于先进工艺带来的改良。

    ·GDDR5X显存及更高级的内存压缩技术

    GTX 1080显卡虽然没有用上HBM 2显存,不过显存方面也不是没变化,因为它用的是GDDR5X显存,是目前GDDR5显存的改良版,数据频率从目前的7Gbps提升到了10Gbps,所以说就算256bit位宽没变,但GTX 1080显卡的带宽也有320GB/s,比GTX 980显卡的224GB/s提升43%,差不多与384bit位宽的GTX 980 Ti的336GB/s带宽看齐了。


    GTX 1080显卡率先使用了GDDR5X显存

    除了靠GDDR5X高频率提高显存带宽之外,GTX 1080显卡也支持更高级的内存无损压缩技术,以便进一步优化带宽效率,包括改进了2:1压缩效率、新增了4:1及8:1压缩算法,综合下来GTX 1080显卡减少了20%的带宽需求,再加上GDDR5X显存带来的频率优势,官方称总计提升了70%的带宽效率。

    ·异步运算全面改进

    AMD、NVIDIA对于异步运算(Asynchronous Compute)的支持程度曾经引爆双方的口水战,特别是在《奇点灰烬》、《杀手》等支持异步运算的游戏中。尽管后来有辟谣称Maxwell硬件是支持异步运算的,问题出在驱动上,但不论什么原因,在异步运算上,Maxwell及之前的显卡确实是落后于AMD的GCN架构的。


    AMD非常强调异步运算的优势,不过NVIDIA现在也追回来了

    在Pascal架构上,NVIDIA填补了这个坑——此前发布新闻中我们就看到NVIDIA强调Pascal显卡原生支持异步运算,包括基于GPU的物理加速、音频处理、渲染帧的后期处理以及VR中的异步时间扭曲算法中都可以用到异步运算。

    ·同步多投影引擎(Simultaneous Multi-Projection)

    GP104核心虽然在SM单元架构上相比GM204核心变化不大,但前端的多边形引擎单元功能还是有改进的,主要是支持同步多投影引擎(SMP,Simultaneous Multi-Projection)技术,官方表示该技术可以大幅提升游戏特别是VR性能。


    SMP技术可以大幅提升游戏及VR性能

    如果你还记得NVIDIA官方PPT中GTX 1080显卡性能达到了GTX Titan X显卡2倍的那张图,那现在应该知道了这个成绩靠的其实还是SMP技术的功劳,多分辨率着色(Multi-Res Shader)性能可提升40%,VR性能可提升50%。

    ·全新的VR音频及VR物理加速

    VR是NVIDIA、AMD争夺的新市场,NVIDIA在发布会上也带来了新的VR技术,主要包括VR音频及VR用的PhsyX物理加速,这都有助于提升


    NVIDIA的VRWorks Audio音频

    VRWorks Audio音频其实借鉴了光线追踪渲染的思路,所以NVIDIA说它是Path Traced Audio路径追踪音频,这是首个支持物理基础的VR音频引擎,可以模拟声音在虚拟场景内的互动映射,类似现实中声音碰到障碍物那样,也就是说你听到的声音实际上经过了处理,所以更真实。


    VR中也将支持PhysX加速

    另一个VR相关的技术就是支持在VR应用中使用PhysX物理加速,后者我们已经很熟悉了,可以在游戏中加速布料、流体、火焰、发毛等物理运动特效,展示更真实的效果。

    除了以上架构及技术更新,GTX 1080显卡还支持HDR、新的DP 1.4接口及8K分辨率输出、性能更好的垂直同步、更高级的SLI多卡互联、4K级别的视频解码等技术,亮点还是非常多的,限于篇幅就不一一列举了。

    下面我们看下GTX 1080显卡真身。

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    • 游客  2016-06-19 07:43

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    • 游客  2016-05-24 08:54

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    • 游客  2016-05-20 12:01

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    • 我匿名了  2016-05-19 23:13

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    • 超能网友管理员 2016-05-19 13:20    |  加入黑名单

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    • 游客  2016-05-19 12:33

      超能网友 终极杀人王

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    • 游客  2016-05-19 08:45

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    • 游客  2016-05-18 19:03

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    • 游客  2016-05-18 17:44

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    • 游客  2016-05-18 17:18

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    • 我匿名了  2016-05-18 13:37

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    • 游客  2016-05-18 10:53

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    • 游客  2016-05-18 10:44

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    • 游客  2016-05-18 09:32

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    • 游客  2016-05-18 09:05

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    • 游客  2016-05-18 08:53

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