NVIDIA GeForce 800
| 发布日期 | 2014年 |
|---|---|
| 代号 | Fermi (28nm) GF117 Kepler(28nm) GK104 Maxwell (28nm/20nm) GM107 GM108 |
| 显卡 | |
| 入门GPU | 移动平台：820M、830M、840M |
| 中端GPU | 移动平台：GTX 850M、GTX 860M |
| 高端GPU | 移动平台：GTX 870M、GTX 880M |
| API支持 | |
| Direct3D | Direct3D 12 Shader Model 5.0 |
| OpenGL | OpenGL 4.4 |
| OpenCL | OpenCL 1.2 |
| 历史 | |
| 前代产品 | GeForce 700系列 |
| 后继产品 | GeForce 900系列 |
NVIDIA GeForce 800系列，是英伟达研发的图形处理器产品系列，用于笔记本电脑平台。此代显示核心将采用新的Maxwell微架构（芯片代号将以‘GM’开头），以苏格兰理论物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦的名字命名。2014年初悄然发表的行动型显示核心GeForce 820M，尽管列入GeForce 800系列，但仍采用GeForce 500系列‘Fermi’架构的GF117显示核心，因此仅仅是旧型号显示核心更名而已。[1][2]首款基于Maxwell微架构的显示核心实际为GeForce 700系列上的GeForce GTX 750以及750 Ti。[3][4][5]后来，NVIDIA也陆续发布移动平台的GeForce 800M系列的其他型号，除GeForce 830M、840M、GTX 850M以及GTX 860M的部分批量以外，其余的均使用旧有显示核心。NVIDIA宣布新一代Maxwell核心的首发两款产品将被命名为NVIDIA GeForce 900系列，分别为GTX 970和GTX 980。[6][7]而预计GeForce 800系列将使用在OEM市场，就像之前的GeForce 100和GeForce 300系列。
概观[编辑]
用于GeForce 800系列上的‘Maxwell’显示核心架构，是用于GeForce 600以及700系列‘Kepler’显示核心架构的下一代，将首次在显示核心上内置ARM架构的CPU核心。[8][9]NVIDIA的CEO黄仁勋称，这样做使得GPU更加独立于主CPU[10]。NVIDIA称‘Maxwell’显示核心架构对比‘Kepler’架构，会有更高的图形处理性能、更简化的可编程性以及更好的能效比。[11]
2010年9月NVIDIA宣布下一代显示核心架构‘Maxwell’。[12]首款基于‘Maxwell’架构的消费级显示核心的产品将于2014年早期发卖。[13]稍后将有基于‘Maxwell’显示核心的NVIDIA Tesla运算卡以及NVIDIA Quadro专业图形卡。最后会有供手持式设备使用的基于该架构的NVIDIA Tegra系统单片机出现。[11]
架构特性[编辑]
初期，Maxwell架构显示核心，仍采用台积电的28nm制程，核心规模也较为有限。首代Maxwell显示核心有GM107和GM108，均面向消费级市场，相比Kepler而言仅是多了一些Kepler架构所没有的附加功能特性，性能、功耗及能效比上与Kepler相去不远。这些新增的特性主要有：
- NVENC性能的加强。NVENC是NVIDIA开发的视频解码器，在初代Maxwell显示核心上的性能为1.5倍到2倍于Kepler显示核心，在6到8倍的回放速率使仍能实时解码。[14]
- PureVideo性能加强。NVIDIA提升了Maxwell的视频解码缓存和存储器访问效率，称在Pure Video E功能集视频解码时，比以往的有8到10倍性能提升。然而，H.265硬件解码的支持度仍然不完整，需要软件以及硬件共同执行。[14]
- 新增一个电源模式‘GC5’。当显示核心进行视频解码作业时，会进入一个新的‘GC5’电源模式，只保留视频解码所需的电路单元的电力供应，节省电力。[14]
显示存储器[编辑]
GM107的L2缓存，由GK107的256KB，大幅增加到2MB，大大降低对显示存储器的带宽需求。相应地，NVIDIA仅为GM107的使用128位的存储器控制器位宽，而GM107的性能与kepler的192比特存储器位宽的GK106不相上下，除此以外，减少了存储器位宽，还会节省电能。[14]
SMM[编辑]
Kepler时代，CUDA核心/流处理器数组被NVIDIA称作SMX，而Maxwell的设计，则改称SMM。SMM数组中，各数组是分离独立的，因此数组中的4个调度引擎控制各自所属的FP32 CUDA核心、加载/存储单元以及特殊功能单元，不像Kepler那样一个调度引擎需要共享资源。不过，纹理单元以及FP64 CUDA核心则仍然是共享的。[14]SMM提供比SMX更细粒度的资源分配，当负载并非为共享资源优化时节省电力。NVIDIA称128个CUDA核心的SMM可以达到192个CUDA核心的SMX的90%的性能。[14]
通用运算[编辑]
相比GK110/GK208支持CUDA 3.5，GM107可以支持CUDA 5.0通用运算库。在GK110/GK208上现身的动态并发以及HyperQ，基于Maxwell架构的显示核心会全面支持。Maxwell架构为32位整数的原子操作提供原生共享存储器，支持32位和64位的数据比较和交换（compare-and-swap，CAS），可实现其它形式的原子操作功能。
API[编辑]
Maxwell架构全面支持DirectX 12。[15]
继任架构[编辑]
接替‘Maxwell’显示核心架构的，是NVIDIA于2013年3月宣布的代号‘Volta’的显示核心架构。[16]2014年，这个构想的架构被定名为‘Pascal’[17][18] ‘Pascal’将实现片上堆栈式动态随机存取存储器（DRAM），或称‘片上显示存储器’，统一存储器架构以及NVLink。[19][17]
产品介绍[编辑]
桌面型平台[编辑]
首款基于Maxwell架构的显示核心是GM107，但它却被划入GeForce 700系列，是为GeForce GTX 750和GTX 750 Ti，均使用28纳米制程，[14]它们均于2014年2月18日发布。GeForce GTX 750和GTX 750 Ti的TDP分别仅为55瓦和60瓦，这样使得它们都能直接从PCIe插槽中获取足够的电能而无需辅助供电连接端口。[14]第二款基于Maxwell架构的显示核心GM204被划入GeForce 900系列，是为GeForce GTX 970和GTX 980，它们均于2014年9月19日发布。
移动平台[编辑]
GeForce 800M的首发产品是GeForce 820M[20] - 使用‘Fermi’显示核心架构的GF117显示核心，仅支持PCI-E 2.0，但支持DirectX 11.2、OpenGL 4.4、OpenCL 1.1、FXAA以及Optimus双显示核心切换，搭载DDR3显示存储器。其后发布的GeForce 830M、840M使用规格较低，但基于Maxwell架构的GM108显示核心。GeForce GTX 850M以及GTX 860M后来推出的批量，采用GM107显示核心。GeForce GTX 860M早期版本、870M以及880M均使用GK104核心，但各型号的核心配置不一。
芯片规格[编辑]
GeForce 800系列本代仅供笔记本电脑使用，而同架构的台式机用图形处理器产品，则为GeForce 900系列以及GeForce GTX 750/750Ti。
- 1 统一渲染器/流处理器数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
- 2 像素填充率的估算：ROP的数量乘以基准核心时钟频率（主频单位Hz），单位像素数每秒（P/s）
- 3 纹理填充率的估算：TMU的数量乘以基准核心时钟频率（主频单位Hz），单位纹理数每秒（T/s）
- 4 全系列可支持Direct3D 12，但功能层级会是更低的Feture Level 11_0
- 5 单精度浮点数处理性能的估算，由着色器主频乘以CUDA核心/流处理器数量和每时钟周期CUDA核心/流处理器指令数；双精度浮点数处理性能的估算：核心代号“GMxxx”的为单精度浮点数的1/32，核心代号“GKxxx”的为单精度浮点数的1/24
- 6 主频资料与实际使用的可能有差别，核心代号“GFxxx”的核心主频分为两部分：CUDA核心主频/着色器主频
| 型号 | 推出年分 | 芯片代号 | 制程 (纳米) |
晶体管数 (百万个) |
晶粒面积 (平方毫米) |
总线接口 | 核心配置 SPs:TMUs:ROPs1 |
主频配置 | 填充率 | 显示存储器配置 | API支持（版本）4 | 运算性能 （GFLOPS） |
热设计功耗 (W) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 默认 (MHz)6 |
加速 (MHz) |
存储器 (MT/s) |
像素 (GP/s)2 |
材质 (GT/s)3 |
容量 (MiB) |
总线类型 | 总线宽度 (比特) |
带宽 (GB/s) |
DirectX | OpenGL | OpenCL | Vulkan | 单精度浮点数5 | 双精度浮点数5 | |||||||||
| GeForce 800M[21][22] | 2014年3月17日 | GF117 | 28 | 585 | 116 | PCIe 2.0 x8 | 48:8:8 （1 SM） |
738/1476 | N/A | 1800 | 1.476 | 5.9 | 2048 | DDR3 | 64 | 14.4 | 11.0 | 4.5 | 1.1 | 未知 | 141.7 | 未知 | 15 |
| GeForce 810M (GF117)[23] | 2014年3月24日 | GF117 | 28 | 585 | 116 | PCIe 2.0 x16 | 48:8:8 (1 SM) |
738/1476 | N/A | 1800 | 1.576 | 5.9 | 1024 2048 |
DDR3 | 64 | 16 | 11.0 | 4.4 | 1.1 | 未知 | 141.7 | 未知 | 15 |
| GeForce 810M (GK107)[24] | 2015年3月21日 | GK107 | 28 | 1270 | 118 | PCIe 3.0 x16 | 384:32:16 (2 SMX) |
810 | 未知 | 1800 | 6.48 | 25.92 | 1024 2048 |
DDR3 | 128 | 28 | 11.2 | 4.5 | 1.2 | 未知 | 622.1 | 未知 | 45 |
| GeForce 820M (GF117)[20][25] | 2013年11月27日 | GF117 | 28 | 585 | 116 | PCIe 2.0 x16 | 96:16:4 (2 SM) |
625/1250～775/1550 | N/A | 1800 | 2.5～3.1 | 10～12.4 | 1024 2048 |
DDR3 | 64 | 14.4 | 11.0 | 4.4 | 1.1 | 未知 | 240～297.6 | 未知 | 15 |
| GeForce 820M (GK107)[26] | 2015年3月21日 | GK107 | 28 | 1270 | 118 | PCIe 3.0 x16 | 384:32:16 (2 SMX) |
810 | 未知 | 1800 | 6.48 | 25.92 | 1024 2048 |
DDR3 | 128 | 28 | 11.2 | 4.5 | 1.2 | 未知 | 622.1 | 未知 | 45 |
| GeForce 825M[27] | 2014年3月12日 | GK208 | 28 | 未知 | 87 | PCIe 3.0 x16 | 384:32:16 (2 SMX) |
850 | 未知 | 1800 | 6.8 | 27.20 | 1024 2048 |
DDR3 | 64 | 14.4 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 652.8 | 未知 | 33 |
| GeForce 830M[28] | 2014年3月12日 | GM108 | 28 | 未知 | 未知 | PCIe 3.0/2.0 x16 | 256:16:8 (2 SMM) |
1082 | 1150 | 1800 | 8.66 | 17.31 | 2048 | DDR3 | 64 | 14.4 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 554 | 未知 | 33 |
| GeForce 840M [29] | 2014年3月12日 | GM108 | 28 | 未知 | 未知 | PCIe 3.0/2.0 x16 | 384:24:8 (3 SMM) |
1029 | 1124 | 2000 | 8.2 | 24.7 | 1024 2048 |
DDR3 | 64 | 16.02 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 790.3 | 未知 | 33 |
| GeForce 845M (GM107)[30] | 2015年2月7日 | GM107 | 28 | 1870 | 148 | PCIe 3.0 x16 | 512:32:16 (4 SMM) |
863 | 未知 | 2000 | 13.81 | 27.62 | 1024 2048 |
DDR3 | 64 | 16 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 883.7 | 未知 | 45 |
| GeForce 845M (GM108)[31] | 2015年8月26日 | GM108 | 28 | 未知 | 未知 | PCIe 3.0 x16 | 384:24:8 (3 SMM) |
1071 | 1176 | 5000 | 17.14 | 34.3 | 1024 2048 |
GDDR5 | 64 | 40 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 822.5 | 未知 | 33 |
| GeForce GTX 850M[32] | 2014年3月14日 | GM107 | 28 | 1870 | 148 | PCIe 3.0 x16 | 640:40:16 (5 SMM) |
936 | 未知 | 5000 | 14.4 | 36.1 | 2048 | GDDR5 DDR3 |
128 | 80 32 |
12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 1198.1 | 未知 | 45 |
| GeForce GTX 860M (GK104)[33][34] | 2014年3月10日 | GK104 | 28 | 3540 | 294 | PCIe 3.0 x16 | 1152:96:16 (6 SMX) |
797 | 915 | 5000 | 19.13 | 76.5 | 2048 | GDDR5 | 128 | 80 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 1836.3 | 未知 | 75 |
| GeForce GTX 860M (GM107)[33][35] | 2015年2月5日 | GM107 | 28 | 1870 | 148 | PCIe 3.0 x16 | 640:40:16 (5 SMM) |
1020 | 1085 | 5000 | 16.32 | 41.2 | 2048 | GDDR5 | 128 | 80 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 1317.1 | 未知 | 75 |
| GeForce GTX 870M[36] | 2014年3月12日 | GK104 | 28 | 3540 | 294 | PCIe 3.0 x16 | 1344:112:32 (7 SMX) |
941 | 967 | 5000 | 30.1 | 105.4 | 3072 | GDDR5 | 192 | 120 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 2529.4 | 未知 | 100 |
| GeForce GTX 880M[37] | 2014年3月12日 | GK104 | 28 | 3540 | 294 | PCIe 3.0 x16 | 1536:128:32 (8 SMX) |
954 | 993 | 5000 | 30.53 | 122.1 | 4096 8192 |
GDDR5 | 256 | 160 | 12.0 | 4.5 | 1.2 | 1.0 | 2930.7 | 未知 | 122 |
参见[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ 马甲新境界：GeForce 800M震撼登场. mydrivers.com. [2014-02-10]. （原始内容存档于2014-02-20）.
- ^ G92蝉联四代马甲：GeForce 800M显卡登场. pconline.com.cn. [2014-02-10]. （原始内容存档于2014-02-21）.
- ^ Details on Nvidia's GeForce GTX 750 Ti, GTX 750 cards leak （页面存档备份，存于互联网档案馆） - techspot.com
- ^ GTX750Ti、GTX750长这样：规格也定了 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - mydrivers.com
- ^ 新Maxwell显卡GTX750 Ti居然开放预定 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - inpai.com
- ^ 抛弃GTX 800系列的命名方式 NVIDIA下月直接发布GTX 980/970. gamersky.com. [2014-09-06]. （原始内容存档于2014-09-06）.
- ^ NVIDIA本月18日发GTX 980/970显卡. 网易. [2014-09-06]. （原始内容存档于2014-09-06）.
- ^ Nvidia Maxwell to be first GPU with ARM CPU in 2013 （页面存档备份，存于互联网档案馆）, Guru3d.com
- ^ 存档副本. [2015-06-20]. （原始内容存档于2013-10-20）.
- ^ Nvidia Maxwell Graphics Processors to Have Integrated ARM General-Purpose Cores. （页面存档备份，存于互联网档案馆）, xbitlabs.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 11.0 11.1 Nvidia: Next-Generation Maxwell Architecture Will Break New Grounds.. （页面存档备份，存于互联网档案馆）, xbitlabs.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ NVIDIA reveals upcoming GPU architectures. （页面存档备份，存于互联网档案馆）, hexus.net （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 存档副本. [2014-02-10]. （原始内容存档于2014-01-16）.
- ^ 14.0 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 Smith, Ryan; T S, Ganesh. The NVIDIA GeForce GTX 750 Ti and GTX 750 Review: Maxwell Makes Its Move. AnandTech. 18 February 2014 [18 February 2014]. （原始内容存档于2014年2月18日）.
- ^ 存档副本. [2014-04-02]. （原始内容存档于2015-09-11）.
- ^ Smith, Ryan. NVIDIA Updates GPU Roadmap; Announces Volta Family For Beyond 2014. AnandTech. 19 March 2013 [19 March 2013]. （原始内容存档于2013-03-21）.
- ^ 17.0 17.1 存档副本. [2014-04-02]. （原始内容存档于2014-03-25）.
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- ^ 33.0 33.1 GeForce GTX 860M | Specifications | GeForce. [2014-04-02]. （原始内容存档于2015-12-04）.
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外部链接[编辑]
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