Вступление

Недавно NVIDIA порадовала энтузиастов графических решений глобальным обновлением своего флагмана. Как вы помните, последней представительницей high-end сегмента стала двухчиповая GeForce 9800 GX2, являющаяся воплощением 2-way SLI из G92. В свою очередь сам чип G92, давший жизнь таким картам, как GeForce 8800 GTS 512 Мб и 9800 GTX, представлял собой фактически удешевленный вариант G80. Таким образом, несмотря на то, что формально GX2 и была самой быстрой одиночной картой, многие считали ее лишь переходным звеном к новому поколению, каким в свое время служила 7900 GX2 в ожидании G80.

И вот 16 июня был официально анонсирован долгожданный одночиповый GT200. Первые карты на его основе получили названия GeForce GTX 280 и 260, тем самым NVIDIA впервые за долгие годы ушла от “тысячных” серий GeForce.

Следящие за новостями читатели, безусловно, помнят неразбериху, творившуюся с кодовыми обозначениями преемника G80/G92. К сожалению, с анонсом точка в спорах так и не была поставлена окончательно – на крышке теплорассеивателя красуется надпись G200, в то время как в драйверах же упоминается GT200. Сокращение GT расшифровывается как Graphics Tesla, последним обозначением мы и будем пользоваться в дальнейшем.

1,4 млрд. транзисторов на одном кристалле – когда размер имеет значение.

Нередко NVIDIA поражала нас инженерным искусством, однако в этот раз, похоже, превзошла сама себя. Давайте для начала поговорим о физических характеристиках чипа, перед тем как обратиться к архитектурным подробностям и исследованию самих карт.

NVIDIA выбрала путь создания пусть чрезмерно сложного, но единого чипа. Достаточно просто взглянуть на размер кристалла GT200, например, в сравнении с обычным двухъядерным процессором Intel поколения Penryn чтобы понять, насколько огромным он получился.

Думаю, комментарии излишни. Справедливости ради стоит отметить, что GT200 содержит не рекордное количество транзисторов – Intel Montecito (двухядерный Itanium 2) может похвастаться 1,7 млрд., однако подавляющее большинство (1,5 миллиарда) транзисторного бюджета в последнем ушло на 24 Мб однородной L3 кэш-памяти, тогда как у героя нашего сегодняшнего обзора он израсходован на вычислительные ресурсы.

А вот так выглядит стандартная 300 мм 65 нм кремниевая пластина производства TSMC с огромными прямоугольниками кристаллов. Обсуждаемые нами кристаллы – самые большие из тех, которые когда-либо производила Taiwan Semiconductor, и честь эта весьма сомнительна. При самых благоприятных условиях с одной такой пластины лишь 94 кристалла площадью 576 кв. мм отправятся на окончательную упаковку. Абсолютно смешное количество, если брать во внимание, что Intel получает около 2500 процессоров Atom с той же самой 300 мм пластины, правда, изготовленной уже по 45 нм техпроцессу. Следует не забывать и о том факте, что в реальности брак при производстве столь массивных кристаллов очень велик и выход годных чипов отнюдь не является 100%.

Продолжая тему размера кристалла GT200, нельзя не сказать подробнее и об относительно устаревшей технологии производства, так как если и не количество транзисторов сделало площадь чипа монструозной, то уже достаточно “толстый” по современным меркам 65 нм техпроцесс в этом точно помог. В то время как Intel уже достаточно давно использует 45 нм литографию на своих фабриках, а основной конкурент на рынке видеокарт, AMD, размещает заказы на 55 нм кристаллы на чужих мощностях, NVIDIA медлит с переводом своих чипов на тонкие техпроцессы. Если такое решение можно оправдать логически для отлаженного производства G92 (хотя, о G92b слухи ходили давно, и 55 нм 9800 GTX+ вот-вот окажется на полках магазинов), то для GT200 с куда большим числом транзисторов оно выглядит странно. Плюсы более современного техпроцесса очевидны – это и возможность уместить на все той же 300 мм пластине большее число кристаллов, т.е. снизить себестоимость каждого из них, оставить простор для ценового маневрирования и адекватной нишевой конкуренции, возможность повысить тактовые частоты, или же просто сделать чип более холодным... Но NVIDIA, похоже, предпочла уйти от рисков, связанных с использованием нового техпроцесса, возможных задержек и т.д., так что GT200 мы видим таким, как он есть, а более холодную и дешевую версию корпорация представит позже с одним из очередных эволюционных обновлений.

Конечно, приведенные цифры интересны, однако перед нами стоит главный вопрос – что именно мы получили, перейдя от 681 млн. транзисторов в G80 и 754 млн. в G92 к 1,4 миллиардам в GT200? Заметных изменений много – это в первую очередь возросшее со 128 до 240 количество потоковых процессоров (Streaming Processor - SP) и удвоенный размер регистровых файлов массивов SP, аппаратная поддержка вычислений удвоенной точности для чисел с плавающей запятой (в GT200 30 64-битных FP блоков) и, наконец, улучшенная логика, позволяющая выполнять несколько операция за такт (хотя в G80 и была предусмотрена комбинированная операция MAD+MUL, выполнялась она не очень эффективно).

В этой статье мы подробно проанализируем низкоуровневые изменения в чипе, чтобы лучше понять, чем он отличается от G80, но сначала – давайте посмотрим на сами карты.