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NVIDIA GeForce 400

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NVIDIA GeForce 400系列
发布日期2010年3月
代号Fermi
GF100
GF104(改进版为GF114)
GF106(改进版为GF116)
GF108(改进版GF119
Tesla英语Tesla (microarchitecture)
GT218
制造工艺40纳米
显卡
入门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
API支持
OpenGLOpenGL 4.2 4.6[1]
OpenCLOpenCL 1.1
历史
前代产品NVIDIA GeForce 200NVIDIA GeForce 300
后继产品NVIDIA GeForce 500

GeForce 400系列[2]NVIDIA的第十二代GeForce显示芯片。采用TSMC的40nm制程,高阶型号将首次采用GDDR5显示存储器,中低端产品会采用新型SDDR3显示内存。

该系列产品在最初准备发表时,人们曾认为将命名为GeForce 300系列,但在2010年2月初,NVIDIA通过在TwitterFacebook的官方账户发出消息,下一代Fermi核心的首发两款产品将被命名为GeForce 400系列,分别为GTX 470和GTX 480。而GeForce 300系列将使用在OEM市场,就像之前的GeForce 100系列。

由于NVIDIA需要针对DirectX 11而重新设计显示核心,所以GTX 480的推出时程比对手AMD慢了不少。后者只是在旧有显示核心,加上对新Shader Model指令的支持,并没有针对DirectX 11而优化[3]

架构介绍

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顶级产品GTX 480拥有30亿个晶体管,原设计有512个流处理器(CUDA核心),基于良品率的考虑关闭了32个而只有480个CUDA核心被激活,但数量仍然是GTX 280的两倍多,支持GDDR5显示内存,完整支持DirectX 11标准。GTX 480拥有NVIDIA称之为PolyMorph引擎的技术,在单颗GPU上有16个的镶嵌绘图引擎,可执行全球首款可扩展的几何流水线。GTX 480还拥有32倍反锯齿模式,3D Vision Surround技术,支持三屏3D显示输出(GTX 200系列也同样支持该技术)[4]

新的显示核心特别针对几何性能而设计。近几年,显示核心的渲染效果有了大幅增长,但几何性能只以几个倍数的幅度而增加。

模块化

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在DirectX 11时代,为进一步加强通用可编程能力,NVIDIA将GPU划分为多个GPC模块,每个模块实际上除了没有独立的显示内存控制器、二级缓存以外,几乎是一颗完整的小型GPU。在GPC内部,内置光栅单元、SM(流式多处理器)数组/单元,SM单元中包含了一个指令缓存、Warp调度器和分派单元各两个、寄存器、32个/48个流处理器(CUDA核心)、16个加载/存储单元、4个特殊功能单元、一级缓存、4个纹理单元、纹理缓存以及一个负责曲面细分的PolyMorph引擎。[5]

透过对GPC单元或SM数组的增加删减,性能会随之成近乎线性的增减,籍此可以快速产生多个不同的GPU产品线。顶级产品GeForce GTX 480上,显示核心代号‘GF100’,共计4组GPC单元,每组4个SM阵列,每个SM阵列32个流处理器,但其中一组SM阵列被关闭。中高端产品GeForce GTX 460,核心代号‘GF104’,拥有2组GPC单元,每组4个SM阵列,但每个SM阵列中有48个流处理器,同样有一个SM阵列被关闭。[6]

Tessellation

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Tessellation技术已经被编入为DirectX 11标准。对手AMD则在Radeon 8500时代已经支持相关技术。但当时的Tessellation级别不能够被有效控制,容易造成图像失真。现时,Tessellation技术已经可以完全被编程。额外的顶点可以透过不同的算法而新增。

Direct Compute 11

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Direct Compute可以加强图形特效。例如不同对象的半透明效果,景深效果。

光栅化引擎

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以往的显示核心只有一个光栅化引擎。而GTX 480则拥有4个,增强抗锯齿性能。

PolyMorph引擎

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由于应用了Tessellation技术,场景中的多边形数量可能会大幅增加。PolyMorph引擎则用来增强多多边形场景的几何性能。

流处理器

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亦即是NVIDIA所称的CUDA核心。GTX 480用的CUDA核心是NVIDIA所标示的第三代版本。所有指令都被打散为1D指令。增加CUDA核心的使用率。在浮点处理方面,GTX 480用的是IEEE754-2008标准。数据只在输出时四舍五入。以往的做法是每一个步骤都要四舍五入,误差会累积。整数指令精度方面,支持32位,而对手AMD则只支持24位。在执行殊函数运算时,AMD的显示核心使用流处理器仍计算。而NVIDIA的显示核心则采用专用的组件。

纹理单元

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纹理单元的数量有所下降。NVIDIA声称会透过提高单元效率,来弥补纹理单元数目的减少。纹理单元亦已经集成到流处理器中,减少了延迟。

光栅单元

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重新设计光栅单元,以追赶对手的抗锯齿性能。而CSAA的精度亦有所提升,达到32x。

通用计算

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首次支持C++ECC

产品介绍

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GTX 480的显示核心
NVIDIA公版GTX 480显卡
台湾同德推出的GTX 460显卡
影驰出品的GeForce GTX 460
  • 桌面平台
    • GeForce 405[7] - 采用GT218核心,后期更新为GF119,拥有16个CUDA核心,核心频率520MHz,采用1580MHz GDDR3显示内存,仅供OEM使用。
    • GeForce GT 420[8] - 2010年9月5日推出。采用GF108核心,拥有48个CUDA核心,核心频率700MHz,采用900MHz GDDR3显示内存。只供OEM使用。
    • GeForce GT 430[9] - 2010年9月13日推出。采用GF108核心,拥有96个CUDA核心,采用900MHz GDDR3或800MHz GDDR5显示内存,OEM版本最高达到2GB[10]
    • GeForce GT 440[11] - 2010年10月17日推出。采用GF106核心,拥有144个CUDA核心,采用高于GTS 450的192位GDDR5,显示内存容量有1.5GB与3GB两种,仅供OEM市场,其竞争对手是AMD的HD 5600系列。之后,NVIDIA于2011年2月1日推出零售版本[12],不同于OEM版本,采用GF108核心,拥有96个CUDA核心,用来取代上代产品GT 240。
    • GeForce GTS 450[13] - 2010年9月13日推出。采用GF106核心(2011年初改用GF116),拥有192个CUDA核心,采用128位GDDR5(一个64位的存储器控制器被关闭),显示内存容量有1GB与2GB两种,定位于129美元以下市场,其性能在竞争对手HD 5770之下。OEM版本采用192位GDDR5,显示内存容量1.5GB[14]
    • GeForce GTX 460[15] - 2010年7月12日推出。采用GF104核心。在多个媒体评测中,其SLI性能已经超过单卡GTX 480。存储器有768MB/192-bit、1GB/256-bit、2GB/256-bit三种版本,后者仅供OEM,并且存储器频率降为1700MHz[16]。GeForce GTX 460 v2为2011年7月推出的更新版本,采用GF114核心,主频亦较高。全部版本均没有开启全部流处理器(CUDA核心),只激活了其中336个,亦即关闭了其中一组SM单元48个流处理器,但也有极少部分流处理器全部开启工程样品流入零售市场,后来也有部分厂商的GeForce GTX 460显卡可以透过刷写GeForce GTX 560 Ti来开启全部流处理器。
    • GeForce GTX 460 Second Edition[15] - 2010年11月15日推出。早期名称是GTS 455。SE的名称与早期的MX 440 SE等类似,是在GTX 460基础上继续屏蔽了部分处理单元。
    • GeForce GTX 465[17] - 2010年6月1日推出。显示核心与GTX 470相同,是其“阉割”版本。拥有352个CUDA核心即11个流处理器模块,采用1GB 256-bit GDDR5显示内存。基于这个特性,部分拥有10片显示内存颗粒的GTX 465可以硬刷BIOS成为GTX 470,但实际GTX 465是屏蔽了部分有问题的显示核心,强制打开被屏蔽的核心可能会出现花屏,死机等现象[18]
    • GeForce GTX 470[19] - 2010年3月26日推出。该系列首款产品,GTX 470有448个运作于607MHz的CUDA核心,1215MHz的着色器主频与1.25GB的GDDR5存储器,核心TDP则是215W。与HD 5850相比之下GTX 470比前者几乎都快上10%的性能,发布价位则是349美元,GTX 480与GTX 470都是NVIDIA第一张支持Direct3D 11的显卡。
    • GeForce GTX 480[20] - 2010年3月26日推出。该系列首款产品,目前GeForce 400系列中最高阶的版本,它拥有480个运作在700MHz的CUDA核心、1.4GHz的着色器主频与1.5GB的GDDR5存储器,核心TDP为250W。与Radeon HD 5870相比GTX 480比前者几乎都快上10 - 30%的性能,发布价位是499美元。GF100核心的完整优化版本GF110于2010年11月8日推出,命名为GeForce GTX 580
  • 行动平台
    • GeForce 410M - 2011年1月5日推出,核心采用GF108M的改进版本GF119M,代号N12M-GS。
    • GeForce GT 415M - 2010年9月3日推出,采用GF108M核心,代号N11P-GV。
    • GeForce GT 420M - 2010年9月3日推出,采用GF108M核心,代号N11P-GE。
    • GeForce GT 425M - 2010年8月15日推出,采用GF108M核心,代号N11P-GS。
    • GeForce GT 435M - 2010年9月3日推出,采用GF108M核心,代号N11P-GT。
    • GeForce GT 445M - 2010年9月3日推出,采用GF106M核心,代号N11E-GE。
    • GeForce GTX 460M[21] - 2010年9月3日推出,采用GF106M核心,代号N11E-GS。内置192个CUDA核心,主频为675MHz,流处理器主频为1350MHz,支持192-bit带宽的1.5GB GDDR5存储器。
    • GeForce GTX 470M[22] - 2010年9月3日推出,采用GF104M核心,代号N11E-GT。内置288个CUDA核心,主频为550MHz,流处理器主频为1100MHz,支持192-bit带宽的1.5GB GDDR5存储器。
    • GeForce GTX 480M[23] - 2010年5月25日推出,采用GF100M核心,代号N11E-GTX,NVIDIA首款DirectX 11行动显示核心。同时还发表了NVIDIA Verde笔记本电脑驱动程序。GTX 480M内置352个CUDA核心,主频为425MHz,流处理器主频为850MHz,单精确度浮点性为897GFlops,并支持256-bit带宽的2GB GDDR5存储器,其功耗约为100W。视频输出部分GTX 480M支持DisplayPort、HDMI 1.4等接口。
    • GeForce GTX 485M[24] - 2011年1月5日推出,采用改进的GF114M核心,代号N12E-GTX。GTX 485M内置完整的384个CUDA核心,主频为575MHz,流处理器主频为1150MHz,支持256-bit带宽的2GB GDDR5存储器,其功耗约为100W。相比GTX 480M其计算能力提升48%、带宽提升25%。

相关条目

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参考文献

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  1. ^ OpenGL 4.6 driver support. [2020-02-05]. (原始内容存档于2020-02-02). 
  2. ^ 全新世代 CUDA 架構 – 代號 “[[恩里科·费米|Fermi]]”. [2010-02-03]. (原始内容存档于2009-11-18). 
  3. ^ 革命性DX11架构!GTX480/470权威评测. [2012-03-26]. (原始内容存档于2010-09-23). 
  4. ^ 3D Vision Surround 技術. [2010-03-31]. (原始内容存档于2010-05-28). 
  5. ^ 跨入GF100新时代!GeForce GTX480评测. [2013-02-25]. (原始内容存档于2010-08-20). 
  6. ^ 星空下闪耀的双子星 NVIDIA GeForce GTX 560评测首发. [2013-02-25]. (原始内容存档于2011-08-30). 
  7. ^ geforce.com: GeForce 405 OEM页面存档备份,存于互联网档案馆
  8. ^ nvidia.com: GeForce GT 420页面存档备份,存于互联网档案馆
  9. ^ nvidia.com GeForce GT 430页面存档备份,存于互联网档案馆
  10. ^ nvidia.com: GeForce GT 430 OEM页面存档备份,存于互联网档案馆
  11. ^ nvidia.com: GeForce GT 440 OEM页面存档备份,存于互联网档案馆
  12. ^ nvidia.com: GeForce GT 440页面存档备份,存于互联网档案馆
  13. ^ nvidia.com: GeForce GTS 450页面存档备份,存于互联网档案馆
  14. ^ nvidia.com: GeForce GTS 450 OEM页面存档备份,存于互联网档案馆
  15. ^ 15.0 15.1 nvidia.com: GeForce GTX 460页面存档备份,存于互联网档案馆
  16. ^ nvidia.com: GeForce GTX 460 OEM页面存档备份,存于互联网档案馆
  17. ^ nvidia.com: GeForce GTX 465页面存档备份,存于互联网档案馆
  18. ^ 驱动之家: GTX 465变身记 索泰GTX 465极速版破解实战页面存档备份,存于互联网档案馆
  19. ^ nvidia.com: GeForce GTX 470页面存档备份,存于互联网档案馆
  20. ^ nvidia.com: GeForce GTX 480页面存档备份,存于互联网档案馆
  21. ^ nvidia.com: GeForce GTX 460M页面存档备份,存于互联网档案馆
  22. ^ nvidia.com: GeForce GTX 470M页面存档备份,存于互联网档案馆
  23. ^ nvidia.com: GeForce GTX 480M页面存档备份,存于互联网档案馆
  24. ^ nvidia.com: GeForce GTX 485M页面存档备份,存于互联网档案馆

外部链接

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