NVIDIA GeForce GTX 580 (GF110)
NVIDIA esitteli Fermi-arkkitehtuurin viime vuoden syyskuussa GTC 2009 -tapahtuman yhteydessä ja sai julkaistua siihen perustuvat GeForce GTX 480- ja 470-näytönohjaimet markkinoille maaliskuun lopulla. Yrityksen toimitusjohtaja Jen-Hsun Huang kertoi vuotta myöhemmin GTC 2010 -tapahtuman lehdistötilaisuudessa yksityiskohtaisesti, miksi TSMC:n 40 nm:n viivaleveydellä valmistettava ja yli kolmesta miljardista transistorista rakentuvan GF100-grafiikkapiirin ensimmäinen A1-versio ei aluksi toiminut suunnitellun mukaisesti. GeForce GTX 470- ja 480-näytönohjaimien julkaisu markkinoille viivästyi lopulta yli kuudella kuukaudella.
Huangin mukaan teknisellä puolella ongelmana olivat muun muassa CUDA-ytimet ja muistiohjaimet toisiinsa yhdistävät johtimet, joiden sijoittelu grafiikkapiirin sisällä on hyvin monimutkainen. Johtimet itsessään ovat käytännössä lähes pelkkää metallia ilman suurempaa logiikkaa ja tehtävänä on ainoastaan siirtää tietoa paikasta toiseen. Äärimmäisen tiiviisti ja lähekkäin pakatut johtimet häiritsivät toisiaan, eivätkä grafiikkapiirin CUDA-ytimet kyenneet kommunikoimaan keskenään. Huangin mukaan NVIDIA kutsuu kehittynyttä ja monimutkaista liitäntäjärjestelmää (interconnecting system) termillä ”fabric” (suomeksi: kangas, kudos, verkko, rakenne, kehikko).
Käytännössä liitäntäjärjestelmän ongelmiin johtivat TSMC:n 40 nm:n prosessista saatu karakterisointi, työkalut ja todellisuus, jotka eivät kohdanneet lainkaan ja seurauksena oli täysin rikkinäinen liitäntäjärjestelmä CUDA-ytimien välillä. Tämän seurauksena NVIDIAn insinöörien täytyi työstää liitäntäjärjestelmä kokonaan uusiksi ja vasta GF100-grafiikkapiirin A3-versio oli valmis julkaistavaksi markkinoille GeForce GTX 480- ja 470-näytönohjaimissa viime maaliskuussa ja sekin lanseerattiin lopulta karsituilla ominaisuuksilla.
Grafiikkapiirien suunnittelu ja julkaisuaikataulut seuraavat alati kehittyvää piisirujen valmistusprosessia. NVIDIA valmistaa grafiikkapiirinsä taiwanilaisen TSMC:n tuotantolinjoilla, joka tarjoaa tällä hetkellä piisiruvalmistusta asiakkailleen 40 nanometrin viivaleveydellä ja ensi vuodeksi kehitteillä on 28 nm:n prosessi. NVIDIAn mukaan ilman merkittävää uudistusta valmistusprosessissa eli pienempää viivaleveyttä, yritys ei pysty kasvattamaan grafiikkapiirin transistorimäärää ja muuttamaan arkkitehtuuria merkittävästi. Koska siirtyminen pienempään viivaleveyteen tapahtuu nykypäivänä noin kahden vuoden välein, on jokaiseen arkkitehtuuriin luvassa ”mid-life kicker” eli huippugrafiikkapiiristä saatetaan paranneltu versio ennen kokonaan uuteen arkkitehtuuriin ja pienempään viivaleveyteen siirtymistä.
Viime vuoden syksyllä julkaistun Fermi-arkkitehtuurin ”mid-life kicker” on GF110-grafiikkapiiri ja siihen perustuva GeForce GTX 580 -näytönohjain korvaa hieman yli seitsemän kuukautta sitten julkaistun GF100-grafiikkapiiriin perustuvan GeForce GTX 480:n. Uusi mallinimi on NVIDIAn markkinointikoneistolta jälleen uusi rimanalitus, sillä yritys on hypännyt yhdeksässä kuukaudessa GeForce GTX 200 -sarjasta GeForce GTX 500 -sarjaan ja välistä jäi kokonaan puuttumaan GeForce GTX 300 -sarja.
GeForce GTX 580:n avainominaisuudet suorituskyvyn kannalta ovat 772 MHz:n kellotaajuudella toimivan GF110-grafiikkapiirin 512 CUDA-ydintä, jotka toimivat 1544 MHz:n kellotaajuudella. 384-bittisen muistiohjaimen jatkona on 1536 megatavua GDDR5-muistia, joka toimii 1002 MHz:n kellotaajuudella (4008 MHz QDR). Tutustumme seuraavalla sivulla tarkemmin GF110-grafiikkapiirin ja GeForce GTX 580 -näytönohjaimen uusiin ominaisuuksiin ja yksityiskohtiin.
Ominaisuuksien puolella GeForce GTX 480:een verrattuna GeForce GTX 580 käsittää yhden SM-moduulin enemmän ja sen ansiosta CUDA-ytimiä on 32 ja tekstuuriyksiköitä neljä kappaletta enemmän. GF110-grafiikkapiiri toimii 72 MHz ja CUDA-ytimet 143 MHz korkeammalla kellotaajuudella kuin GeForce GTX 480:n GF100-grafiikkapiirissä. GDDR5-muistit toimivat 78 MHz korkeammalla kellotaajuudella. GeForce GTX 580:n TDP-arvo on kuusi wattia alhaisempi ja grafiikkapiirin kriittinen lämpötila GF100:n 105 asteen sijaan 97 astetta, jonka jälkeen grafiikkapiirin kellotaajuus laskee turvallisuussyistä automaattisesti.
