非公版更強(qiáng)！影馳GTX960骨灰黑將評(píng)測(cè)
GTX960使用了Maxwell架構(gòu)的GM206 GPU，Maxwell在流式多處理器(SM)方面采用了一種全新設(shè)計(jì)，可大幅提高每瓦特性能和每單位面積的性能。雖然Kepler SMX設(shè)計(jì)在這一代產(chǎn)品中已經(jīng)相當(dāng)高效，但是隨著它的發(fā)展，NVIDIA的GPU架構(gòu)師再次在能效比利用方面突破了難關(guān)。
Maxwell SM框架示意圖
Maxwell SM設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)證明了這一點(diǎn)，控制邏輯分區(qū)、負(fù)荷均衡、時(shí)鐘門控粒度、編譯器調(diào)度、每時(shí)鐘周期發(fā)出指令條數(shù)等方面的改進(jìn)以及其它諸多增強(qiáng)之處讓Maxwell SM(亦稱“SMM”)能夠在效率上遠(yuǎn)超Kepler SMX。全新的Maxwell SM架構(gòu)能夠在GM206中把SM的數(shù)量增至五個(gè)(Kepler中僅有兩個(gè))，而芯片面積僅增加25%。下表提供了高級(jí)對(duì)比，對(duì)比雙方分別為Maxwell以及上一代Kepler GPU:
具體來說，首先Maxwell采用了容量大增的二級(jí)高速緩存設(shè)計(jì)，Maxwell核心架構(gòu)中二級(jí)高速緩存容量為2048KB，而Kpler中的容量?jī)H為256KB。由于片上高速緩存容量更大，因此需要向顯卡DRAM發(fā)送的請(qǐng)求更少，從而降低了整體顯卡功耗、提升了性能。
除了上述變化以外，NVIDIA的工程師還雄心勃勃地在晶體管水平上調(diào)整了Maxwell GPU中每個(gè)單元的實(shí)現(xiàn)方式，以便最大限度提高節(jié)能性。所有這些努力的最終結(jié)果是，采用相同的28納米制造工藝，Maxwell能夠提供相當(dāng)于Kepler兩倍的每瓦特性能！
雖然說起來簡(jiǎn)單，但事實(shí)上這些就意味著Maxwell內(nèi)部所有單元和橫梁結(jié)構(gòu)均得到了重新設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)流得到了優(yōu)化，功率管理實(shí)現(xiàn)了大幅改變。
雖然從圖形特性的視角來看，第一代Maxwell GPU可提供與Kepler GPU相同的API功能，但從深層來上，Maxwell還在單個(gè)GPC(圖形處理簇)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)SM單元，每個(gè)SM包含一個(gè)多形體引擎(Polymorph Engine)和紋理單元，而每個(gè)GPC包含一個(gè)光柵引擎(Raster Engine)。ROP依然與二級(jí)高速緩存片(L2 Cache Slice)以及顯存控制器聯(lián)系在一起。
GM206核心框架示意圖
GM 206 GPU包含2個(gè)GPC、8個(gè)Maxwell流式多處理器(SMM)以及2個(gè)64位顯存控制器(共128位)。這就是這一芯片的完整實(shí)現(xiàn)形式，規(guī)格大約是GeForce GTX 980中的GM204的一半。
新一代SMM 處理核架構(gòu)解析
而現(xiàn)在每個(gè)SM分為四個(gè)獨(dú)立的處理塊，每個(gè)處理塊具備自己的指令緩沖區(qū)、調(diào)度器以及32個(gè)CUDA核心。新的劃分方法簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)與調(diào)度邏輯、節(jié)省了晶體管與功耗、降低了計(jì)算延遲。
總體而言，在這一全新設(shè)計(jì)上，每個(gè)“SM”的尺寸得到大幅縮減，而性能卻能夠達(dá)到一個(gè)KeplerSM的90%。更小的晶體管消耗讓NVIDIA能夠在每顆GPU中實(shí)現(xiàn)更多數(shù)量的SM。通過對(duì)比Kepler和Maxwell SM總數(shù)的相關(guān)指標(biāo)可發(fā)現(xiàn)，后者的峰值紋理性能比前者高25%，CUDA核心數(shù)量多1.7倍，著色器性能大約高2.3倍。
SMM架構(gòu)顯存系統(tǒng)的改進(jìn)
對(duì)GM206來說，要在顯存位寬與上一代Kepler架構(gòu)核心相同的情況下實(shí)現(xiàn)性能大幅提升的目標(biāo)，增強(qiáng)顯存系統(tǒng)也同樣重要。內(nèi)部顯存系統(tǒng)帶寬實(shí)現(xiàn)了提升，效率也得到了改善。此外，2MB大容量二級(jí)高速緩存配置(比之前的任何GPU設(shè)計(jì)都大)十分有效地降低了顯存帶寬需求，確保了DRAM帶寬不成為瓶頸。
其他關(guān)于Maxwell架構(gòu)的基本信息，例如通過Giga Thread引擎的主PCI Express接口數(shù)據(jù)流、Polymorph與Raster單元的基本操作等等過于晦澀的知識(shí)這里就不再贅述了
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