2016-05-24
全新Pascal GPU微架構
NVIDIA GeForce GTX 1080登場
文: John Lam / 評測中心


NVIDIA 正式發佈新一代「 Pascal 」 GPU 微架構高階繪圖卡「 GeForce GTX 1080 」,基於全新 16nm FinFET 制程的「 GP104 」繪圖核心,高達 72 億個電晶體、內建 2560 個 CUDA Cores ,加入全新 Simulataneous Multi-Projection(SMP) 技術,更是業界首款繪圖卡採用全新 GDDR5X 記憶體,無論在效能、記憶體頻寬、以及能源效率等方面,均比前一代高效能「 Maxwell 」 GPU 架構大幅躍進,尤其在 VR 遊戲性能表現將有突破性提升。



全新「 Pascal 」 GPU 微架構


GP104

 

NVIDIA 正式發佈首款基於全新「 Pascal 」 GPU 微架構,核心代號為「 GP104 」的「 GeForce GTX 1080 」繪圖卡,繪圖核心內部設計進一步改良,同時首次採用全新 16nm FinFET 制程的 VLSI 積體電路設計,配搭新一代 GDDR5X 高速記憶體顆粒,令性能表現相較上代同級的「 GeForce GTX 980 」性能提升 70% ,同時亦相較上代最頂級的「 GeForce GTX Titan X 」高出約 20% 。

 

今代「 Pascal 」 GPU 微架構更特別針對 VR 運算應用作出優化,「 GP104 」繪圖核心升級了「 PolyMorph Engine 4.0 」,加入全新「 Simultaneous Multi-Projection 」單元,減低使用 VR 眼鏡時無謂的 Pixel Shader 運算,並且左右眼無需要進行兩次的 Geometry Shader 運算,令「 GeForce GTX 1080 」繪圖卡在 VR 運算應用的性能,將會比上代最頂級的「 GeForce GTX Tital X 」高出 1 倍。

 

Pascal  

 

16nm FinFET 程制 + VLSI 優化

 

「 GeForce GTX 1080 」繪圖卡的性能提升幅度如此巨大,當然部份源自於 GPU 內部微架構的改良,但更大部份卻是受惠於全新 16nm FinFET 制程配合 VLSI 超大型積體電路優化。據 NVIDIA 指出,「 GP104 」繪圖核心在研發初期,透過晶片制造前的技術仿真,預估其核心 Boost Clock 時脈為 1,325MHz ,僅較上代「 GM104 」的 1,216MHz 略高。

 

不過,受惠於全新 16nm FinFET 制程的進步,配合 VLSI 超大型積體電路優化,經過多次在晶片的布局、布線及版圖等層面的改良,全新「 GP104 」繪圖核心的時脈最終大幅提升至 1,733GHz 水平,時脈的大幅提升帶來明顯的性能增長,而且風冷下超頻幅度可達 2GHz 以上,這是以往必需要在極冷下才能達成。

 

Pascal      

 

相較上代 28nm 制程的「 GM104 」繪圖核心,內建 52 億個電晶體、 2048 個 CUDA Cores 、 Die Size 為 398mm² 、 TDP 為 165W ;全新「 GP104 」繪圖核心增至 72 億個電晶體、 2560 個 CUDA Cores ,但 Die Size 卻減少至 314mm² ,雖然運算單元增加及時脈大幅提升, TDP 卻僅提升至 180W ,性能功耗比表現更上一層樓。

 

GeForce GTX 980 vs GeForce GTX 1080

 

 GeForce GTX 980
GM104 (Maxwell)
GeForce GTX 1080
GP104 (Pascal)
SMs1620
CUDA Cores20482560
Base Clock1126 MHz1607 MHz
GPU Boost Clock1216 MHz1733 MHz
GFLOPs49818873
Texture Units128160
Texel fill-rate155.6 Gigatexels/sec277.3 Gigatexels/sec
Memory Clock (Data Rate)7,000 MHz10,000 MHz
Memory Bandwidth224 GB/sec320 GB/sec
ROPs6464
L2 Cache Size2048 KB2048 KB
TDP165 Watts180 Watts
Transistors5.2 billion7.2 billion
Die Size398 mm²314 mm²
Manufacturing Process28 nm16 nm

 

 

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