NVIDIA GTX TITAN 遊戲、運算二合一,打造全新產品線

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未來篇:Maxwell、Volta正港新架構

近年NVIDIA步伐相當穩健,從Fermi開始依循著大改、小改的節奏,進行2年一輪迴的架構與製程的微調。例如GF 100到GF 110、GK 104到GK 110這種模式,GF 100與GK 104是架構更換的世代,而GF 110與GK 110則是在前者的架構上做修正。運作策略有點類似Intel的Tick-Tock模式,不過NVIDIA目前會同時進行架構與製程的更新,並非Intel製程與架構交錯的模式,兩者之間還是有些差異。

GK 104改良版

從核心代號不難看出GK 110是基於GK 104的基礎進行修改,除了CUDA Core增加外,支援更多的雙精度處理核心,但基礎仍未大幅變動,仍可視為GK 104的改良版。相較於GF 110跟GF 100,GK 110比起GK 104變動雖然多很多,但仍讓人看不太過癮。

NVIDIA也在今年度的GTC等大會上,發表GeForce未來的走向圖,其中令人期待的2款新架構Maxwell與Volta,將分別在2014年與2016年與我們見面。

共享記憶體的Maxwell

雖然Maxwell離我們至少還有1年,但我們可以先來了解它的特色。筆者猜測Maxwell的核心代號應該仍會沿用GM,代表GeForce Maxwell。目前已知Maxwell支援Unified Virtual Memory技術,從字面上來翻譯是統一虛擬記憶體。從部分資料中得知,Unified Virtual Memory可讓GPU調配系統記憶體,讓顯示記憶體與系統記憶體合併使用。

這有點類似過去NVIDIA在GeForce 6200 TC上,曾使用的Turbo Cache技術。對於入門產品而言,Unified Virtual Memory有助於減少顯卡需要的記憶體顆粒,只要藉助系統記憶體就能有效擴充可用容量。以往Turbo Cache並未用於高階卡上,我們暫時無法得知Unified Virtual Memory到底有什麼優勢。

但Unified Virtual Memory與Turbo Cache還有個關鍵差異,那就是Turbo Cache僅能讓GPU單向使用系統記憶體,而Unified Virtual Memory則是能讓GPU使用系統記憶體外,連CPU都能使用顯示記憶體,是雙向運作的模式,或許明年就會進入記憶體的大一統時代。

GeForce Roadmap

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▲從Fermi開始,GeForce遊戲卡的架構變換週期大約是2年,而下一次的新架構Maxwell則要等到2014年才會明朗。但目前可知Maxwell將採用Unified Virtual Memory技術,而2016年左右的Volta則會實裝頻寬達1TB/s的Stacked DRAM技術。

海量頻寬的Volta

Volta是Maxwell的下一代產品,代號沒意外的話會是GeForce Volta,簡稱GV。Volta離我們非常遙遠,預計2016年左右才會推出,目前僅知道Volta會支援Stacked DRAM技術。以往顯示卡PCB上,會分布許多記憶體顆粒,而Volta會將記憶體安置在GPU底座上,透過堆疊的方式配置於GPU周圍。根據NVIDIA於GTC上的說法,最高頻寬可望高達1TB/s,是目前Kepler架構GTX 680的5倍左右。

Tegra搭配GeForce

NVIDIA底下有多條產品線,以往大多各自為政,但明顯有整合的趨勢。從行動裝置的Tegra來說,俗稱Tegra 5的Logan架構,預計搭載Kepler的GPU,並且支援CUDA與OpenGL 4.3。而在Tegra 6也就是Parker上,則是預計使用Maxwell架構的GPU,以及自家秘密研發已久的Denver處理器。屆時NVIDIA的產品版圖會比現在更為寬廣。

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▲整合是NVIDIA要走的路,這是迷你ARM平台Kayla(又跟超級英雄有關,Kayla是金剛狼的女友),PCB上整合Tegra 3與獨立的Kepler架構的GPU,GPU將透過PCI-E介面連接。

GPU只是起點

行文自此,應該不難看出TITAN身上背負的眾望,以及NVIDIA強烈的企圖心。雖說NVIDIA過去只是個GPU起家的公司,但是在這之後,不論是行動裝置的Tegra、高速運算的Tesla、繪圖專用的Quadro、軟硬體整合的GRID伺服器,還有整合行動平台Project Shield,都是以GPU為起點的裝置。雖說中途也是有失敗的產品,像是晶片組nForce系列,但很明顯地NVIDIA正以GPU為根基,往其他領域延伸,某些層面來說,也能讓自家產品整合度、能見度、使用率更高。

高階運算飛入百姓家

回到TITAN身上,它是NVIDIA首度嘗試的新產品,雖說目前仍掛在GeForce GTX 600系列底下,但仍可看出它的特殊性。筆者認為,TITAN最主要訴求仍是通用運算。NVIDIA應該是想藉由「平價」的TITAN,拉抬自家Tesla跟CUDA的使用率,增加個人工作室與小型企業的投入,遊戲部分只是附屬功能。畢竟很少人會花接近GTX 690的價格,買了效能相對較差的TITAN。當然,如果你是一次非得用3張顯卡不可的極端玩家,那麼TITAN對你而言的確可以說是遊戲卡。

Tegra Roadmap

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▲Tegra原本與GeForce的關係並不密切,但到了Logan之後,逐步使用Kepler、Maxwell等核心。加上研發已久的Denver處理器,不難看出NVIDIA想要大幅整合旗下產品線的決心。

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▲類似Stacked DRAM的技術已經應用在PS Vita等產品上,但對於顯示卡而言仍是個全新的領域。圖片只是NVIDIA用於說明Stacked DRAM的概念圖,並非代表Volta的實體產品圖。

NVIDIA 核心架構命名原則

從數年前,NVIDIA就使用科學家做為GeForce核心架構的代號,像是Fermi(美國物理學家)、Kepler(德國天文學家)、Maxwell(英國物理學家)、Volta(義大利物理學家)。至於Tegra則是使用美國漫畫英雄做為代號,例如Tegra 3(Kal-El,超人)、Tegra 4(Wayne,蝙蝠俠)、Tegra 5(Logan,金剛狼)、Tegra 6(Parker,蜘蛛人)等。

 

本文同步刊載於電腦王雜誌
 
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魯蛇實驗室
2.  魯蛇實驗室 (發表於 2013年5月08日 14:13)
高階卡使用的都是最新技術,看看長長知識也不錯
一張上萬元的高階卡也不是每個人都買的起
買張5000~6000元的卡就非常好了

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