Nvidia Maxwell GTX 980 y GTX 970 revisadas: aplastando a todos los rivales

Nvidia GTX 980, iluminación espectacular

La GTX 980 y 970 son las Big Billy Goats Gruff de su prima de menor presupuesto, la GTX 750 Ti. Cuando llegó la primera GPU Maxwell esta primavera, estaba claro que Nvidia tenía algo potente en sus manos. Maxwell mostró una enorme promesa, superando el rendimiento informático de Kepler en varios puntos de referencia. Los rápidos recortes de precios de AMD le quitaron el aliento a la posición de lanzamiento del 750 Ti, pero estaba claro que este nuevo núcleo era una advertencia. A partir de ahora, Nvidia está disparando ambos cañones.

Esta noche, Nvidia está lanzando su arquitectura Maxwell de próxima generación junto con una gran cantidad de nuevos anuncios de software y características de productos. Con un tiempo limitado para cubrir ambos lados de la ecuación, Sebastian y yo dividimos la diferencia: este artículo se centrará en el rendimiento de la GTX 980 y GTX 970, mientras que Seb habla sobre nuevos métodos de antialiasing, escalado de resolución, vóxeles acelerados por hardware, y otras funciones nuevas de Maxwell.

El núcleo GM204

Comenzaremos con una revisión de la arquitectura y las características principales de Maxwell. Parte de esta información se cubrió en la revisión de GTX 750 Ti, así que consulte esa discusión en profundidad si desea obtener más detalles. GM204 (GTX 970 y 980) mantiene la misma estructura organizativa que GTX 750 Ti, pero escala toda la arquitectura. La GPU Maxwell es significativamente más detallada que Kepler y debería ser más fácil de programar. Cuando Nvidia cambió a GK104 / GK110, aumentó enormemente la cantidad de paralelismo a nivel de instrucción (ILP) que los programas necesitaban ofrecer para funcionar bien en la arquitectura de Kepler. Maxwell mueve la pelota en la otra dirección.



La siguiente tabla muestra cómo Maxwell (GTX 980) se compara con Kepler (GTX 680).

Maxwell-Chart

Hay algunas diferencias importantes que queremos señalar, como se detalla a continuación:

Dos veces los extremos frontales: Una de las razones por las que el rendimiento de cómputo de Kepler era mucho más bajo que el de AMD fue la baja cantidad de procesadores frontales en la GPU. GK110 mejoró la situación agregando hasta 15 SMX; El GM204 de Maxwell en realidad tiene un bloque SMM adicional para un total de 16.

Dos veces las salidas de renderizado (ROP): Otra característica que favoreció a las tarjetas Hawaii de gama alta de AMD fue el aumento en la cantidad de salidas de renderizado (ROP). Las partes principales de los entusiastas de Nvidia llegaron a 32, mientras que la familia GTX 780 tenía 48. Hawaii, en contraste, tenía 64, al igual que la GTX 980.

Troquel más grande, mayor densidad: Maxwell todavía se basa en 28 nm, como Kepler, pero Nvidia aún aumentó la densidad total de transistores. Tonga de AMD (R9 285) parece ser la GPU de gama alta razonablemente más densa en 28 nm; Es poco probable que veamos mejoras significativas hasta que llegue el hardware de 20 nm el próximo año.

TransistorDensity

El primer cambio mejorará la eficiencia de ejecución y el rendimiento de cómputo de Maxwell, mientras que el segundo hará que la GPU sea más competitiva en el modo 4K. Luego, además de estos cambios, está el aumento de la cantidad de núcleos, la densidad de transistores, una matriz significativamente más grande y un TDP reducido. Bajar a 165W es un logro importante considerando que esta es la versión completa del chip para el consumidor (se supone que Nvidia lanzará una estación de trabajo / pieza de clase Tesla en una fecha posterior).

Los de ojos agudos notarán que el bus de memoria de Maxwell no es más rápido que las tarjetas GTX 770 de gama alta actuales; retroceder al 680 para esta comparación le permite a Nvidia mostrar una mejora modesta que realmente no se refleja en el hardware desde el 680 no ha sido de gama alta durante bastante tiempo. Afortunadamente, Maxwell tiene algunas mejoras importantes bajo el capó en el departamento de eficiencia de la memoria.

Haciendo más con menos

Una de las principales mejoras que Maxwell realiza en la arquitectura de la GPU de Nvidia es un algoritmo de compresión de color de tercera generación que puede reducir drásticamente el consumo de ancho de banda de la memoria. Nvidia afirma que la reducción en el mundo real del uso del ancho de banda de la memoria para los títulos de envío es del 17-25%.

Maxwell-memoria

Nvidia tenía buenas razones para enfocarse en mejorar la utilización del ancho de banda de la memoria en lugar de simplemente expandir el bus total. El bus de memoria de una GPU tiende a sonar en el exterior del núcleo y necesita matrices más grandes y mayores costos de producción. Históricamente, tanto AMD como Nvidia se han centrado en mantener el bus lo más pequeño posible; en algunos casos, las arquitecturas de GPU debutan con estructuras de bus grandes pero menos eficientes, y luego pasan a diseños más eficientes (G80 / G92b para Nvidia, R600 / RV670 para AMD). En ambos casos, las tarjetas más nuevas igualaron o superaron a sus contrapartes más antiguas, a pesar de tener buses de memoria más pequeños.

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