NVIDIA 正式发布新一代「 Pascal 」 GPU 微架构高阶绘图卡「 GeForce GTX 1080 」,基于全新 16nm FinFET 制程的「 GP104 」绘图核心,高达 72 亿个电晶体、内建 2560 个 CUDA Cores ,加入全新 Simulataneous Multi-Projection(SMP) 技术,更是业界首款绘图卡採用全新 GDDR5X 记忆体,无论在效能、记忆体频宽、以及能源效率等方面,均比前一代高效能「 Maxwell 」 GPU 架构大幅跃进,尤其在 VR 游戏性能表现将有突破性提升。
全新「 Pascal 」 GPU 微架构
NVIDIA 正式发布首款基于全新「 Pascal 」 GPU 微架构,核心代号为「 GP104 」的「 GeForce GTX 1080 」绘图卡,绘图核心内部设计进一步改良,同时首次採用全新 16nm FinFET 制程的 VLSI 积体电路设计,配搭新一代 GDDR5X 高速记忆体颗粒,令性能表现相较上代同级的「 GeForce GTX 980 」性能提升 70% ,同时亦相较上代最顶级的「 GeForce GTX Titan X 」高出约 20% 。
今代「 Pascal 」 GPU 微架构更特别针对 VR 运算应用作出优化,「 GP104 」绘图核心升级了「 PolyMorph Engine 4.0 」,加入全新「 Simultaneous Multi-Projection 」单元,减低使用 VR 眼镜时无谓的 Pixel Shader 运算,并且左右眼无需要进行两次的 Geometry Shader 运算,令「 GeForce GTX 1080 」绘图卡在 VR 运算应用的性能,将会比上代最顶级的「 GeForce GTX Tital X 」高出 1 倍。
16nm FinFET 程制 + VLSI 优化
「 GeForce GTX 1080 」绘图卡的性能提升幅度如此巨大,当然部份源自于 GPU 内部微架构的改良,但更大部份却是受惠于全新 16nm FinFET 制程配合 VLSI 超大型积体电路优化。据 NVIDIA 指出,「 GP104 」绘图核心在研发初期,透过晶片制造前的技术仿真,预估其核心 Boost Clock 时脉为 1,325MHz ,仅较上代「 GM104 」的 1,216MHz 略高。
不过,受惠于全新 16nm FinFET 制程的进步,配合 VLSI 超大型积体电路优化,经过多次在晶片的布局、布线及版图等层面的改良,全新「 GP104 」绘图核心的时脉最终大幅提升至 1,733GHz 水平,时脉的大幅提升带来明显的性能增长,而且风冷下超频幅度可达 2GHz 以上,这是以往必需要在极冷下才能达成。
相较上代 28nm 制程的「 GM104 」绘图核心,内建 52 亿个电晶体、 2048 个 CUDA Cores 、 Die Size 为 398mm² 、 TDP 为 165W ;全新「 GP104 」绘图核心增至 72 亿个电晶体、 2560 个 CUDA Cores ,但 Die Size 却减少至 314mm² ,虽然运算单元增加及时脉大幅提升, TDP 却仅提升至 180W ,性能功耗比表现更上一层楼。
GeForce GTX 980 vs GeForce GTX 1080
GeForce GTX 980GM104 (Maxwell)GeForce GTX 1080
GP104 (Pascal)SMs1620CUDA Cores20482560Base Clock1126 MHz1607 MHzGPU Boost Clock1216 MHz1733 MHzGFLOPs49818873Texture Units128160Texel fill-rate155.6 Gigatexels/sec277.3 Gigatexels/secMemory Clock (Data Rate)7,000 MHz10,000 MHzMemory Bandwidth224 GB/sec320 GB/secROPs6464L2 Cache Size2048 KB2048 KBTDP165 Watts180 WattsTransistors5.2 billion7.2 billionDie Size398 mm²314 mm²Manufacturing Process28 nm16 nm