Cosa dice l'ultimo chip grafico NVIDIA sulla progettazione dei chip

La settimana scorsa Nvidia ha annunciato i suoi primi chip grafici di fascia alta basati sulla sua nuova architettura Maxwell, e ciò che mi interessava di più era ciò che era - e non era - parte dell'annuncio.

Nvidia aveva precedentemente annunciato l'architettura Maxwell in alcuni chip di fascia media, come seguito dell'architettura Kepler che la maggior parte dei suoi chip grafici ha usato negli ultimi due anni. Ma la scorsa settimana, la società ha introdotto una versione più grande del chip stesso, chiamato GM204, in due nuove schede grafiche, la GTX 980 e GTX 970 di fascia alta.

Ciò che rende diversi questi chip è una combinazione di nuove funzionalità e una migliore efficienza energetica. Le nuove funzionalità includono Voxel Global Illumination (VXGI), un diverso approccio all'illuminazione che Nvidia afferma può portare a un'illuminazione più realistica che viene calcolata in tempo reale e una funzionalità chiamata Dynamic Super Resolution, che comporta l'esecuzione di un gioco a una risoluzione più elevata come 2.560-per-1.440 o 4K e quindi ridimensionare o "downsampling" alla risoluzione nativa del monitor, come 1080p, per rendere le immagini più nitide.

Tuttavia, ciò che spicca davvero sono i requisiti di alimentazione. Nvidia afferma che le nuove schede, che hanno un TDP di 165 watt, offrono il doppio delle prestazioni / watt rispetto alla generazione precedente. (Nvidia ha dichiarato che le sue attuali 680 schede offrono 3 teraflop di prestazioni a 195 watt; le precedenti 780 schede di fascia alta forniscono 4 teraflop a 250 watt; e la nuova 980 offre 5 teraflop a 165 watt.)

La versione di fascia alta, la 980, ha 2048 di quelli che Nvidia chiama "core CUDA" (motori grafici di base) con 4 GB di memoria GDDR5 in esecuzione a un clock di base di 1126 MHz e una velocità di boost di 1216 MHz. Il 970 leggermente più basso ha 1664 core con un clock di base di 1050 MHz e una velocità di boost di 1178 MHz, che secondo Nvidia fornisce 4 teraflop di prestazioni.

Nel mondo reale, la maggior parte dei benchmark mostra che il 980 batte i vecchi prodotti Nvidia e Radeon R9 290 e 290X di AMD nella maggior parte dei test, ma non con un margine enorme (e in alcuni casi, le schede AMD fanno meglio - lo fa davvero dipende dal gioco e dalla risoluzione). ExtremeTech afferma che "schiaccia tutti gli sfidanti" e Anandtech afferma che "la corona continua a risiedere saldamente nelle mani di Nvidia". Ma pur riconoscendo che il chip supera i chip più vecchi, PCMag conclude che "nelle prestazioni del mondo reale, la GTX 980 è un po 'deludente".

Per me, quando si tiene conto del ridotto consumo energetico, in realtà sono abbastanza impressionato, soprattutto considerando che il chip GM204 che alimenta la GTX 980 e 970 è prodotto sullo stesso processo TSMC a 28 nm dei chip che Nvidia e AMD sono stati vendita negli ultimi due anni, anziché ridursi a 20 nm. E nota che mentre il GM204 è un chip di grandi dimensioni - con 5, 2 miliardi di transistor e una dimensione dello stampo di 398 mm ², la precedente matrice superiore - il GK110 utilizzato nella GTX 780 - aveva 7, 1 miliardi di transistor e una dimensione dello stampo di circa 550 mm ²

Su una cadenza normale, ci saremmo aspettati chip grafici a 20 nm ormai, ma la perdita di potenza e di spesa del processo a 20 nm sembra aver ritardato tali chip. AMD e Nvidia non lo hanno detto, ma l'anno prossimo potremmo vedere chip a 20 nm. D'altra parte, non sarebbe poi così sorprendente se saltassero del tutto quel nodo e aspettassero che il processo a 16 nm di TSMC fosse pronto - probabilmente 2016 per i chip grafici - a quel punto ci aspetteremmo un altro cambiamento nell'architettura.

Quindi quello che vediamo con la GTX 980 sembra essere un miglioramento significativo nell'architettura effettiva del chip, mentre si esegue sullo stesso processo, determinando aumenti delle prestazioni e soprattutto prestazioni per watt. Quando i miglioramenti del processo torneranno in scena, mi aspetto un altro balzo in avanti.