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NVIDIA GeForce 400

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NVIDIA GeForce 400系列
GeForce 標誌
代號 Fermi
GF100
GF104(改進版為GF114)
GF106(改進版為GF116)
GF108(改進版GF119
Tesla
GT218
發佈日期 2010年3月
制作工艺 40奈米
低端GPU 桌面平台:405, GT420, GT430, GT440
移动平台:410M, GT415M, GT420M, GT425M
中端GPU 桌面平台:GTS450, GTX460, GTX460 Second Edition, GTX465
移动平台:GT435M, GT445M
高端GPU 桌面平台:GTX470, GTX480
移动平台:GTX460M, GTX470M, GTX480M, GTX485M
DirectX版本 DirectX 11, Shader Model 5
OpenGL版本 OpenGL 4.3
OpenCL版本 OpenCL 1.1
前代产品 NVIDIA GeForce 200NVIDIA GeForce 300
后继产品 NVIDIA GeForce 500

GeForce 400系列[1]NVIDIA的第十二代GeForce顯示晶片。採用TSMC的40nm製程,高階型號將首次採用GDDR5顯示記憶體,中低端產品會采用新型SDDR3顯示記憶體。

該系列產品在最初準備發表時,人們曾認為將命名為GeForce 300系列,但在2010年2月初,nVIDIA通過在TwitterFacebook的官方帳戶發出消息,下一代Fermi核心的首發兩款產品將被命名為GeForce 400系列,分別為GTX 470和GTX 480。而GeForce 300系列將使用在OEM市場,就像之前的GeForce 100系列。

由於NVIDIA需要針對DirectX 11而重新設計顯示核心,所以GTX 480的推出比對手AMD慢了不少。後者只是在舊有顯示核心,加上對新Shader Model指令的支持,並沒有針對DirectX 11而優化[2]

架構介紹[编辑]

頂級產品GTX 480擁有30億個電晶體,原設計有512個流處理器(CUDA核心),基於良品率的考慮關閉了32個而只有480个CUDA核心被啟用,但數量仍然是GTX 280的兩倍多,支援GDDR5顯示記憶體,完整支援DirectX 11標準。GTX 480擁有NVIDIA稱之為PolyMorph引擎的技術,在單顆GPU上有16個的鑲嵌繪圖引擎,可執行全球首款可擴充的幾何管線。GTX 480還擁有32倍反鋸齒模式,3D Vision Surround技術,支援三屏3D顯示輸出(GTX 200系列也同樣支援該技術)[3]

新的顯示核心特別針對幾何性能而設計。近幾年,顯示核心的渲染效果有了大幅增長,但幾何性能只以幾個倍數的幅度而增加。

模組化[编辑]

在DirectX 11時代,為進一步加強通用可程式化能力,NVIDIA將GPU劃分為多個GPC模組,每個模組實際上除了沒有獨立的顯示記憶體控制器、二級快取以外,幾乎是一顆完整的小型GPU。在GPC內部,內建光柵單元、SM(流式多處理器)陣列/單元,SM單元中包含了一個指令快取、Warp排程器和分派單元各兩個、寄存器、32個/48個流處理器(CUDA核心)、16個載入/存儲單元、4個特殊功能單元、一級快取、4個紋理單元、紋理快取以及一個負責曲面細分的PolyMorph引擎。[4]

透過對GPC單元或SM陣列的增加刪減,效能會隨之成近乎線性的增減,籍此可以快速產生多個不同的GPU產品線。頂級產品GeForce GTX 480上,顯示核心代號『GF100』,共計4組GPC單元,每組4個SM陣列,每個SM陣列32個流處理器,但其中一組SM陣列被關閉。中高端產品GeForce GTX 460,核心代號『GF104』,擁有2組GPC單元,每組4個SM陣列,但每個SM陣列中有48個流處理器,同樣有一個SM陣列被關閉。[5]

Tessellation[编辑]

Tessellation技術已經被編入為DirectX 11標準。對手AMD則在Radeon 8500時代已經支援相關技術。但當時的Tessellation級別不能夠被有效控制,容易造成圖像失真。現時,Tessellation技術已經可以完全被編程。額外的頂點可以透過不同的算法而新增。

Direct Compute 11[编辑]

Direct Compute可以加強圖形特效。例如不同物件的半透明效果,景深效果。

光栅化引擎[编辑]

以往的顯示核心只有一個光栅化引擎。而GTX 480則擁有4個,增強抗锯齿性能。

PolyMorph引擎[编辑]

由於應用了Tessellation技術,場景中的多邊形數量可能會大幅增加。PolyMorph引擎則用來增強多多邊形場景的幾何性能。

流处理器[编辑]

亦即是NVIDIA所稱的CUDA核心。GTX 480用的CUDA核心是NVIDIA所標示的第三代版本。所有指令都被打散為1D指令。增加CUDA核心的使用率。在浮點處理方面,GTX 480用的是IEEE754-2008标准。數據只在輸出時四舍五入。以往的做法是每一個步驟都要四舍五入,誤差會累積。整數指令精度方面,支援32位元,而對手AMD則只支援24位元。在執行殊函数运算时,AMD的顯示核心使用流处理器仍計算。而NVIDIA的顯示核心則採用專用的元件。

纹理单元[编辑]

纹理单元的數量有所下降。NVIDIA聲稱會透過提高單元效率,來彌補纹理单元數目的減少。纹理单元亦已經集成到流处理器中,減少了延遲。

光栅单元[编辑]

重新設計光栅单元,以追趕對手的抗锯齿效能。而CSAA的精度亦有所提升,達到32x。

通用計算[编辑]

首次支援C++ECC

產品介紹[编辑]

GTX 480的顯示核心
NVIDIA公版GTX 480顯示卡
台灣同德推出的GTX 460顯示卡
影馳出品的GeForce GTX 460
  • 桌面平臺
    • GeForce 405[6] - 採用GT218核心,後期更新為GF119,擁有16個CUDA核心,核心頻率520MHz,採用1580MHz GDDR3顯示記憶體,僅供OEM使用。
    • GeForce GT 420[7] - 2010年9月5日推出。採用GF108核心,擁有48個CUDA核心,核心頻率700MHz,採用900MHz GDDR3顯示記憶體。只供OEM使用。
    • GeForce GT 430[8] - 2010年9月13日推出。採用GF108核心,擁有96個CUDA核心,採用900MHz GDDR3或800MHz GDDR5顯示記憶體,OEM版本最高達到2GB[9]
    • GeForce GT 440[10] - 2010年10月17日推出。採用GF106核心,擁有144個CUDA核心,採用高於GTS 450的192位GDDR5,顯示記憶體容量有1.5GB與3GB兩種,僅供OEM市場,其競爭對手是AMD的HD 5600系列。之後,NVIDIA於2011年2月1日推出零售版本[11],不同於OEM版本,採用GF108核心,擁有96個CUDA核心,用來取代上代產品GT 240。
    • GeForce GTS 450[12] - 2010年9月13日推出。採用GF106核心(2011年初改用GF116),擁有192個CUDA核心,採用128位GDDR5(一個64位元的記憶體控制器被關閉),顯示記憶體容量有1GB與2GB兩種,定位於129美元以下市場,其效能在競爭對手HD 5770之下。OEM版本採用192位GDDR5,顯示記憶體容量1.5GB[13]
    • GeForce GTX 460[14] - 2010年7月12日推出。採用GF104核心。在多個媒體評測中,其SLI效能已經超過單卡GTX 480。記憶體有768MB/192-bit、1GB/256-bit、2GB/256-bit三種版本,後者僅供OEM,並且記憶體頻率降為1700MHz[15]。GeForce GTX 460 v2為2011年7月推出的更新版本,採用GF114核心,時脈亦較高。全部版本均沒有開啟全部流處理器(CUDA核心),只啟用了其中336個,亦即關閉了其中一組SM單元48個流處理器,但也有極少部分流處理器全部開啟工程樣品流入零售市場,後來也有部分廠商的GeForce GTX 460顯示卡可以透過刷寫GeForce GTX 560 Ti來開啟全部流處理器。
    • GeForce GTX 460 Second Edition[14] - 2010年11月15日推出。早期名稱是GTS 455。SE的名稱與早期的MX 440 SE等類似,是在GTX 460基礎上繼續屏蔽了部分處理單元。
    • GeForce GTX 465[16] - 2010年6月1日推出。顯示核心與GTX 470相同,是其“閹割”版本。擁有352個CUDA核心即11個流處理器模組,採用1GB 256-bit GDDR5顯示記憶體。基於這個特性,部分擁有10片顯示記憶體顆粒的GTX 465可以硬刷BIOS成為GTX 470,但實際GTX 465是屏蔽了部分有問題的顯示核心,強制打開被屏蔽的核心可能會出現花屏,死機等現象[17]
    • GeForce GTX 470[18] - 2010年3月26日推出。該系列首款产品,GTX 470有448个運作於607MHz的CUDA核心,1215MHz的著色器時脈與1.25GB的GDDR5記憶體,核心TDP則是215W。與HD 5850相比之下GTX 470比前者幾乎都快上10%的性能,發布價位則是349美元,GTX 480與GTX 470都是NVIDIA第一張支援Direct3D 11的顯示卡。
    • GeForce GTX 480[19] - 2010年3月26日推出。該系列首款产品,目前GeForce 400系列中最高階的版本,它擁有480个運作在700MHz的CUDA核心、1.4GHz的著色器時脈與1.5GB的GDDR5記憶體,核心TDP為250W。與Radeon HD 5870相比GTX 480比前者幾乎都快上10 - 30%的性能,發布價位是499美元。GF100核心的完整優化版本GF110於2010年11月8日推出,命名為GeForce GTX 580
  • 行動平臺
    • GeForce 410M - 2011年1月5日推出,核心採用GF108M的改進版本GF119M,代號N12M-GS。
    • GeForce GT 415M - 2010年9月3日推出,採用GF108M核心,代號N11P-GV。
    • GeForce GT 420M - 2010年9月3日推出,採用GF108M核心,代號N11P-GE。
    • GeForce GT 425M - 2010年8月15日推出,採用GF108M核心,代號N11P-GS。
    • GeForce GT 435M - 2010年9月3日推出,採用GF108M核心,代號N11P-GT。
    • GeForce GT 445M - 2010年9月3日推出,採用GF106M核心,代號N11E-GE。
    • GeForce GTX 460M[20] - 2010年9月3日推出,採用GF106M核心,代號N11E-GS。內建192個CUDA核心,時脈為675MHz,流處理器時脈為1350MHz,支援192-bit頻寬的1.5GB GDDR5記憶體。
    • GeForce GTX 470M[21] - 2010年9月3日推出,採用GF104M核心,代號N11E-GT。內建288個CUDA核心,時脈為550MHz,流處理器時脈為1100MHz,支援192-bit頻寬的1.5GB GDDR5記憶體。
    • GeForce GTX 480M[22] - 2010年5月25日推出,採用GF100M核心,代號N11E-GTX,NVIDIA首款DirectX 11行動顯示核心。同時還發表了NVIDIA Verde筆記型電腦驅動程式。GTX 480M內建352個CUDA核心,時脈為425MHz,流處理器時脈為850MHz,單精確度浮點性為897GFlops,並支援256-bit頻寬的2GB GDDR5記憶體,其功耗約為100W。影像輸出部份GTX 480M支援DisplayPort、HDMI 1.4等介面。
    • GeForce GTX 485M[23] - 2011年1月5日推出,採用改进的GF114M核心,代號N12E-GTX。GTX 485M內建完整的384個CUDA核心,時脈為575MHz,流處理器時脈為1150MHz,支援256-bit頻寬的2GB GDDR5記憶體,其功耗約為100W。相比GTX 480M其计算能力提升48%、带宽提升25%。

相關條目[编辑]

參考鏈接[编辑]

外部鏈接[编辑]