NVIDIA GeForce GTX 280 ja 260 (GT200)
NVIDIAn vuoden 2007 näytönohjainstrategia oli monille pettymys. Yrityksen G92-koodinimellinen grafiikkapiiri oli vain G80-arkkitehtuurin siirtäminen TSMC:n 90 nm:n prosessista 65 nm:iin. Samalla muistiväylä kuristettiin alaspäin 256-bittiseksi ja muistimäärää vähennettiin. Hintansa ja suorituskykynsä puolesta G92-grafiikkapiiriin perustuvat näytönohjaimet olivat kuitenkin menestys. AMD:n painiessa R600-grafiikkapiiriin perustuvan ATI Radeon HD 2900 XT -näytönohjaimen ja neliytimisten Phenomien kanssa, NVIDIA lanseerasi koko joukon uusia tuotteita G92-grafiikkapiiriin perustuen. Vauhdin sokaisemana ja kassakoneen kilinän kuurouttamana NVIDIA päätyi julkaisemaan GeForce 9800 -sarjan näytönohjaimetkin monien pettymykseksi perustuen samaan G92-grafiikkapiiriin. Nimisekoilu ja uusien ominaisuuksien puuttuminen saikin osakseen paljon kritiikkiä niin kuluttajilta kuin lehdistöltä.
Vuoden 2006 marraskuussa julkaistu ja hyvin menestynyt G80-grafiikkapiiri tarjosi hyvän pohjan NVIDIAn seuraavalle kehitysaskeleelle ja arkkitehtuuria päätettiin parantaa massiivisemmilla ominaisuuksilla. Ensimmäinen vahvistus uudesta GT200-koodinimellisestä grafiikkapiiristä saatiin huhtikuussa, kun NVIDIAn ammattilaisjärjestelmien johtaja Jeff Brown ilmoitti yrityksen kehittelevän yli miljardista transistorista rakentuvaa grafiikkapiiriä. Koodinimen GT on lyhenne sanoista Graphics Tesla.
NVIDIA julkaisi 16. kesäkuuta 2008 kaksi GT200-grafiikkapiiriin perustuvaa GeForce GTX 200 -sarjan näytönohjainta, jotka tunnetaan virallisesti nimillä GeForce GTX 280 ja GeForce GTX 260. GeForce GTX 280 on suorituskykyisempi ja sen grafiikkapiiri toimii 602 MHz:n, Shaderit 1296 MHz:n ja muistit 1107 MHz:n kellotaajuudella. Muistiohjain on 512-bittinen, GDDR3-tyyppistä muistia on yksi gigatavu (1024 megatavua) ja Stream-prosessoreita on 240 kappaletta. GeForce GTX 260:n osalta kellotaajuudet ovat alemmat ja grafiikkapiirin osalta tämä tarkoittaa 576 MHz:iä, Shaderien 1242 MHz:iä ja muistien 999 MHz:iä. NVIDIA on rampauttanut myös muistiohjainta, joka on 448-bittinen ja tukee 896 megatavua GDDR3-muistia, ja Stream-prosessoreiden määrä on laskettu 192:een. Uudet GeForce GTX 200 -sarjan näytönohjaimet korvaavat maaliskuussa julkaistun kahdella G92-grafiikkapiirillä varustetun GeForce 9800 GX2:n, jonka valmistus lakkautetaan.
Ominaisuuspuolella suurin puute on DirectX 10.1 -tuen uupuminen. NVIDIA kertoo harkinneensa sen lisäämistä GT200-grafiikkapiirin suunnitteluvaiheessa, mutta ohjelmistokehittäjiltä saadun palautteen perusteella 10.1-tukea ei koettu tärkeäksi. NVIDIA kertoo keskittyneensä DirectX 10.1 -tuen sijaan hakemaan parempaa suorituskykyä ja tehostamaan grafiikkapiirin arkkitehtuuria. AMD on tukenut DirectX 10.1 -tekniikkaa jo viime vuoden marraskuusta lähtien, mutta vasta tänä syksynä tullaan näkemään ensimmäisiä sitä tukevia pelejä, kun Electronic Artsin BattleForge julkaistaan. Vaikka NVIDIA onkin toistaiseksi vastustanut DirectX 10.1 -tukea, täytyy sen tarttua härkää sarvista viimeistään siinä vaiheessa, kun Microsoft julkaisee DirectX 11 -rajapinnan. Microsoftin käytäntönä on ollut, että uuden DirectX-rajapinnan tukemiseen vaaditaan myös täysi yhteensopivuus taaksepäin.
Pohjimmiltaan GT200 on kuin G80, mutta kaikkea on enemmän. Stream-prosessoreiden lukumäärä on kasvanut 128:sta 240:een (87,5%), grafiikkapiiri kykenee suorittamaan 24 rasterioperaation sijaan 32 operaatiota per kellojakso, muistiväylä on kaksinkertaistunut 256 bitistä 512-bittiseksi, tekstuuri/prosessori klustereiden lukumäärä on kasvanut kahdeksasta kymmeneen ja niiden sisällä olevien streaming multiprosessoreiden lukumäärä kahdesta kolmeen. Muistimäärä on kasvatettu gigatavuun, ominaisuuksia on tasapainotettu tulevaisuuden pelejä varten ja lisäksi arkkitehtuuria on viilattu monilta osin tehokkaammaksi. GeForce GTX 260 -näytönohjaimessa käytetään valmistuksessa muun muassa Stream-prosessoreiden osalta vaurioituneita grafiikkapiirejä, joita on kuitenkin testattu 100 % varmuudella toimiviksi vähintään 192 kappaletta.
GT200 valmistetaan 65 nanometrin prosessilla ja ydin rakentuu lähes järjettömästä 1,4 miljardin transistorin ryppäästä, kun vertailun vuoksi G80-ytimessä transistoreita on ainoastaan 681 miljoonaa. GT200:n valmistuksesta vastaa TSMC, jonka mukaan GT200 on historian suurin TSMC:n tuotantolinjoilla valotettu ydin. Yllä olevista kaavioista selviää piirin rakenne ja kuinka suuren alueen eri toiminnot kuten Stream-prosessorit ja 512-bittinen muistiohjain haukkaavat.
GT200-ytimellä on kokoa hulppeat 576 neliömillimetriä, joka vastaa yli viisinkertaista pinta-alaa esimerkiksi Intelin 45 nanometrin kaksiytimisen Wolfdale-koodinimelliseen prosessoriin verrattuna, jonka ytimen pinta-ala on 107 neliömillimetriä. NVIDIA saa yhdeltä piikiekolta maksimissaan 64 kappaletta GT200-ytimiä, mutta tietty osa on yleensä vaurioitunut valmistusprosessissa käyttökelvottomiksi ja osa toimii vain GTX 260 -näytönohjaimen edellyttämillä kriteereillä. Vertailun vuoksi AMD:n ATI Radeon HD 4800 -näytönohjaimissa käytettävä RV770-grafiikkapiiri valmistetaan TSMC:n 55 nm:n prosessilla ja sen 956 miljoonaa transistoria vievät 260 neliömillimetrin pinta-alan.
Yksinkertaistetussa kaaviokuvassa GT200 koostuu Thread Managerista, 240 Stream-prosessorista ja muistista. Stream-prosessori koostuu kahdesta aritmeettis-loogisesta (ALU) ja yhdestä liukulukuyksiköstä (FPU). Stream-prosessorissa ei ole lainkaan välimuistia, joten se soveltuu parhaiten raakaan matemaattiseen laskentaan.
Kun GT200-grafiikkapiirin sielunelämään kurkistetaan pintaa syvemmältä, saadaan parempi käsitys sen rakenteesta. Kaaviossa ylhäällä sijaitseva Thread Scheduler kommunikoi PCI Express -väylän kautta piirisarjan kanssa, järjestelee renderöitävän työkuorman ja jakaa sen alapuolella sijaitseville 240 Stream-prosessorille. Stream-prosessoreiden alapuolelta löytyy L2-tekstuurivälimuistit sekä rasterointiyksiköt, jotka viimeistelevät datan kuvapuskuriin (Frame buffer).
240 Stream-prosessoria on jaoteltu kahdeksan kappaleen ryppäisiin streaming multiprosessoriin (SM), joka sisältää myös kaksi erikoistoimintoyksikköä (Special Function Unit), pienen käskyvälimuistin, lukuvälimuistin sekä 16 kilotavun jaetun luku- ja kirjoitusvälimuistin. Yhdessä yllä olevassa kuvassa näkyvässä tekstuuri/prosessori klusterissa (TPC) on kolme kappaletta streaming multiprosessoreita ja GT200-grafiikkapiirissä on yhteensä kymmenen kappaletta TPC:itä.
Ajuripuolella NVIDIA on työskennellyt helmikuussa ostamansa AGEIAn kanssa ja uusimmat GeForce-ajurit tukevat PhysX-fysiikkakiihdytystä. Tällä hetkellä muun muassa 3DMark Vantage, Unreal Tournament 3, Gears of War ja Cellfactor tukevat rautapohjaista fysiikkakiihdytystä, mutta muuten tilanne pelimarkkinoilla on ollut jo vuosien ajan melko hiljainen. NVIDIAn ostettua AGEIAn tilanne tulee kuitenkin The Way It Is Meant To Be Played -ohjelmaan kuuluvien pelikehittäjien keskuudessa muuttumaan ja PhysX-tuki tulee löytymään ainakin seuraavista lähitulevaisuudessa julkaistavista peleistä: Backbreaker, Bionic Commando, Borderlands, Shadow Harvest, Space Siege, Mirrors Edge, MStar ja APB.
GeForce GTX 200 -sarjan lehdistötilaisuudessa NVIDIA kertoi ottavansa osaa Stanfordin yliopiston organisoimaan hajautetun laskennan Folding@home-projektiin. GeForce-näytönohjaimille on kehitetty oma client-ohjelma laskemaan proteiinien laskostumismekanismeja, joilla edesautetaan niihin liittyvien sairauksien lääketieteellisten hoitomenetelmien kehittämistä.
