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GeForce 900 series

serie di schede video del Nvidia
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La serie GeForce 900 è una famiglia di GPU sviluppata da Nvidia, usata in PC desktop e portatili. Serve come introduzione per la fascia alta dell'architettura Maxwell (il codename del chip inizia per GM-XXX), che prende nome dal fisico scozzese James Clerk Maxwell.

NVIDIA GeForce 900 Series
Graphics processing unit
Debutto18 settembre 2014
ProduttoreTSMC
Nome in codiceGM20x
MicroarchitetturaMaxwell
Schede
Fascia mediaGeForce GTX 950
GeForce GTX 960
Fascia altaGeForce GTX 970
GeForce GTX 980
API supportate
Direct3D e ShaderDirect3D 12.0
OpenGLOpenGL 4.6
OpenCLOpenCL 1.2
VulkanVulkan 1.3
Cronologia
PredecessoreGeForce 700 series
SuccessoreGeForce 10 series

La microarchitettura di Maxwell, il successore di Kepler, sarà per la prima volta proprio una CPU ARM.[1] Questo fa sì che le GPU Maxwell siano molto indipendenti dalla CPU principale secondo il CEO di Nvidia Jen-Hsun Huang.[2] Nvidia si aspetta tre principali caratteristiche con l'architettura Maxwell: miglioramento delle prestazioni grafiche, programmazione semplificata e una maggiore efficienza energetica rispetto alle serie GeForce 700 e GeForce 600.[3]

Una scheda GTX 960 con dissipazione personalizzata da EVGA

Maxwell è stata annunciata a settembre 2010.[4] La prima scheda GeForce dedicata al consumatore è stata rilasciata ad inizio 2014.[5] Nvidia sta programmando di rilasciare elaboratori ad alta velocità Tesla e schede grafiche professionali Quadro basata sull'architettura Maxwell verso fine 2014. Eventualmente, questa architettura verrà usata per processori mobile che seguono la famiglia di prodotti Erista del SoC Tegra.

Architettura

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Prima generazione Maxwell (GM10x)

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La prima generazione Maxwell GM107/GM108 è stata rilasciata come GeForce GTX 745, GTX 750/750 Ti e GTX 850M/860M (GM107) e GTX 830M/840M (GM108). Questi nuovi chip forniscono poche nuove funzionalità; Nvidia si è voluta concentrare sull'efficienza e sul basso consumo energetico. Nvidia ha incrementato la memoria cache L2 da 256 KB di GK107 a 2 MB su GM107, riducendo l'ampiezza di banda per quanto riguarda la memoria necessaria. Di conseguenza Nvidia ha ridotto il bus della memoria da 192 bit su GK106 a 128 bit su GM107, risparmiando ulteriore energia.[6] Nvidia ha inoltre modificato il design degli streaming multiprocessor rispetto a Kepler (SMX), chiamandoli SMM. La struttura del warp scheduler è stata ereditata da Kepler, che permette ad ogni schedule di emettere fino a due istruzioni indipendenti per ogni altra e che sono in ordine dallo stesso warp. Il layout dell unità SMM è diviso in modo tale che ognuna delle 4 warp schedula un SMM che controlla 1 di 32 FP32 CUDA cores, 1 di 8 load/store units, e 1 di 8 unità per funzioni speciali. Tutto ciò è in contrasto con Kepler, dove ogni SMX posside 4 schedulers che controllano un gruppo condiviso di 6 su 32 FP32 CUDA cores, 2 di 16 load/store units, e 2 di 16 unità per funzioni speciali.[7] Queste unità sono connesse da una traversa che usa corrente per permettere alle risorse di essere condivise.[7] Questa traversa è stata rimossa in Maxwell.[7] Texture units e FP64 CUDA cores rimangono condivisi.[6] SMM permettono una allocazione più fine delle risorse rispetto a SMX, si risparmia corrente quando il carico di lavoro non è ottimale per la condivisione di risorse. Nvidia dichiara che 128 CUDA core SMM hanno il 90% delle performance di 192 CUDA core SMX.[6] Anche ogni Graphics Processing Cluster, o GPC, contiene fino a 4 unità SMX in Kepler, e fino a 5 unità SMM nella prima generazione di Maxwell.[6]

GM107 supporta CUDA Compute Capability 5.0 rispetto al 3.5 di GK110/GK208 e al 3.0 di GK10x. Dynamic Parallelism e HyperQ, due features di GK110/GK208, sono inoltre supportare in tutta la linea di prodotti Maxwell.

Maxwell dispone inoltre di un supporto nativo a shared memory atomic operations for 32-bit integers e shared memory 32-bit and 64-bit compare-and-swap (CAS), che possono essere implementato di usare altre funzioni atomiche.

NVENC

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  Lo stesso argomento in dettaglio: Nvidia NVENC.

Le GPU basate su tecnologia Maxwell contengono inoltre il blocco NVENC SIP introdotto in Kepler. L'encoder video Nvidia, NVENC, è da 1.5 a 2 volte più veloce rispetto alle schede video basate sull'architettura Kepler e questo significa che è in grado di decodificare video da 6 a 8 volte il tempo della riproduzione.[6]

PureVideo

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  Lo stesso argomento in dettaglio: Nvidia PureVideo.

Nvidia ha inoltre dichiarato un aumento di performance da 8 a 10 volte nella funzione PureVideo e video decoding grazie alla cache del video decoder cache accoppiate con l'incremento dell'efficienza della memoria. Tuttavia la codifica H.265 non è completamente supportata tramite codifica hardware, creando un mix tra codifica hardware e software.[6] Quando viene decodificato un video, un nuovo stato a basso consumo "GC5" è usato dalle GPU Maxwell per risparmiare corrente.[6]

Seconda generazione Maxwell (GM20x)

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La seconda generazione di GPU Maxwell introduce una serie di nuove tecnologie: Dynamic Super Resolution[8], Third Generation Delta Color Compression[9], Multi-Pixel Programming Sampling[10], Nvidia VXGI (Real-Time-Voxel-Global Illumination), VR Direct[11][12][13], Multi-Projection Acceleration[9], e Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing(MFAA)[14] tuttavia è stato rimosso il supporto a Coverage-Sampling Anti-Aliasing(CSAA).[15] È stato inoltre aggiunto il supporto a HDMI 2.0.[16][17]

La seconda generazione di Maxwell ha inoltre modificato il rapporto di ROP per controller di memoria da 8:1 a 16:1.[18] Nonostante ciò, alcuni di questi ROP sono generalmente inattivi nella GTX 970 perché non ci sono abbastanza SMM abilitati per assegnare ad essi lavoro e prima che venga ridotto il livello massimo di saturazione.[19]

La seconda generazione Maxwell ha inoltre fino a 4 unità SMM per GPC, al posto di 5 unità SMM per GPC.[18]

GM204 supporta CUDA Compute Capability 5.2 al posto del 5.0 presente nella GPU GM107/GM108 e al 3.5 presente nelle GPU GK110/GK208 e 3.0 sulle GPU GK10x.[9][18][20]

La seconda generazione di GPU Maxwell (GM20x) hanno un'unità NVENC aggiornata che supporta la codifica HEVC e H.264 a 1440p/60FPS e 4K/60FPS rispetto all'NVENC della prima generazione GM10x che supporta solamente la codifica H.264 a 1080p/60FPS.[13]

La GPU Maxwell GM206 supporta a pieno la codifica HEVC.[21]

Prodotti

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Modello Rilascio Codename Fab (nm) Transistor (Million) Dimensione del Die (mm2) Numero di GPU Interfaccia del BUS Configurazione di Memoria (MB) Configurazione dei Core Clock Fillrate Memoria Versione di API supportata Potenza di computazione (GFLOPS) GFLOPS/S a singola precisione TDP (watts) Supporto SLI Prezzo di rilascio
Clock di base (MHz) Clock di boost (MHz) Memoria (MT/s) Pixel (GP/s) Texture (GT/s) Bandwidth (GB/s) Tipo di Bus Dimensione del Bus DirectX OpenGL OpenCL Singola precisione Doppia precisione

Serie GeForce 900

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GeForce

GTX 950

20

Agosto 2015

GM206 1 2048 1572 49,1 90 2-way $159
GeForce GTX 960[22] 22 Gennaio 2015 GM206 28 2940 227 1 PCIe 3.0 x16 2048

4096

1024:64:32 1127 1178 7010 39.3 72.1 112 GDDR5 128 12.0 4.5 1.2 2308 72.1 19.2 120 2-way $199
GeForce GTX 970[23] 18 Settembre 2014 GM204 5200 398 1 3584 + 512[24] 1664:104:56[25] 1050 1178 7010 54.6 109.2 196 + 28[26] 224 + 32[27] 3494 109 24.1 145 3-way $329
GeForce GTX 980[28] 398 1 4096 2048:128:64 1126 1216 7010 72.1 144 224 256 4612 144 28 165 4-way $549
GeForce GTX 980 Ti[29] 1 Giugno 2015 GM200 8000 601 1 6144 2816:176:96 1000 1076 7010 96 176 336 384 5632 176 22.5 250 $649
GeForce GTX Titan X[30][31] 17 Marzo 2015 601 1 12288 3072:192:96 1000 1089 7010 96 192 336 384 6144 192 24.6 250 $999

Serie GeForce 900M

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GeForce 920M[32][33] 13 Marzo 2015 GK208 28 Sconosciuto Sconosciuto 1 PCIe 3.0 x8 1024

2048

384:16:8 775

575

- 1800 3.1

4.6

12.4

9.2

14.4 DDR3 64 11.0

12.0

4.5 1.1

1.2

595.2

441.6

-

18.4

18

13.3

33 No -
GeForce 930M[34][35] GM108 1029 1124 2002 8.23 16.5 16 12.0 1.2 790.3 24.7 23.9 33 -
GeForce 940M[36][37][38] GM107/GM108 PCIe 3.0 x16

PCIe 3.0 x8

2048 640:40:16

384:16:8

1029 1085

1124

5012

2002

16.5

8.2

41.2

16.5

80.2

16

GDDR5

DDR3

128

64

1317

790.3

41.1

24.7

17.5

23.9

75

33

-
GeForce GTX 950M[39][40] GM107 1870 148 PCIe 3.0 x16 640:40:16 914 1085 5012 14.6 36.6 80 GDDR5 128 1170 36.56 15.6 75 -
GeForce GTX 960M[41][42] 1029 1085 5012 16.5 41.2 80 1317 41.16 17.56 75 -
GeForce GTX 965M[43][44] 05 Gennaio 2015 GM204 5200 398 1024:64:32 944 - 5000 30.2 60.4 80 1933 60.41 Sconosciuto Sconosciuto Si -
GeForce GTX 970M[45] 07 Ottobre 2014 3072

6144

1280:80:48 924 993 5012 37.0 73.9 120 192 2365 73.9 -
GeForce GTX 980M[46] 4096

8192

1536:96:64 1038 1127 5012 49.8 99.6 160 256 3189 99.69 -

Futuro

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Dopo Maxwell, la successiva architettura ha nome in codice Pascal.[47][48] Nvidia ha annunciato che le GPU basate su Pascal avranno come caratteristiche: stacked DRAM, Unified Memory, NVLink.[47][48]

Note

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  1. ^ NVIDIA Maxwell to be first GPU with ARM CPU in 2013, su Guru3D.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  2. ^ Nvidia Maxwell Graphics Processors to Have Integrated ARM General-Purpose Cores - X-bit labs, su xbitlabs.com. URL consultato il 20 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 20 ottobre 2013).
  3. ^ Nvidia: Next-Generation Maxwell Architecture Will Break New Grounds - X-bit labs, su xbitlabs.com. URL consultato il 20 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 29 giugno 2013).
  4. ^ Ryan Smith, GTC 2010 Day 1: NVIDIA Announces Future GPU Families for 2011 And 2013, su anandtech.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  5. ^ GeForce GTX 750 Class GPUs: Serious Gaming, Incredible Value | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  6. ^ a b c d e f g AnandTech | The NVIDIA GeForce GTX 750 Ti and GTX 750 Review: Maxwell Makes Its Move, su anandtech.com, 18 febbraio 2014. URL consultato il 20 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 18 febbraio 2014).
  7. ^ a b c Ryan S, The NVIDIA GeForce GTX 750 Ti and GTX 750 Review: Maxwell Makes Its Move, su anandtech.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  8. ^ Dynamic Super Resolution Improves Your Games With 4K-Quality Graphics On HD Monitors | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  9. ^ a b c nVidia, nVidia GTX 980 Whitepaper (PDF), su international.download.nvidia.com (archiviato dall'url originale il 21 luglio 2017).
  10. ^ MFAA | Technology | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  11. ^ NVIDIA Maxwell GPUs: The Best Graphics Cards For Virtual Reality Gaming | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  12. ^ How Maxwell’s VR Direct Brings Virtual Reality Gaming Closer to Reality | The Official NVIDIA Blog, su The Official NVIDIA Blog. URL consultato il 21 giugno 2015.
  13. ^ a b Ryan Smith, The NVIDIA GeForce GTX 980 Review: Maxwell Mark 2, su anandtech.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  14. ^ Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing Delivers Better Performance To Maxwell Gamers | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  15. ^ New nVidia Maxwell chips do not support fast CSAA, su forums.realhardwarereviews.com. URL consultato il 21 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 2 ottobre 2015).
  16. ^ Introducing The Amazing New GeForce GTX 980 & 970 | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  17. ^ Ryan Smith, The NVIDIA GeForce GTX 980 Review: Maxwell Mark 2, su anandtech.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  18. ^ a b c Ryan Smith, The NVIDIA GeForce GTX 980 Review: Maxwell Mark 2, su anandtech.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  19. ^ Here's another reason the GeForce GTX 970 is slower than the GTX 980 - The Tech Report, su techreport.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  20. ^ Maxwell: The Most Advanced CUDA GPU Ever Made, su devblogs.nvidia.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  21. ^ Ryan Smith, NVIDIA Launches GeForce GTX 960, su anandtech.com. URL consultato il 21 giugno 2015.
  22. ^ GeForce GTX 960 Graphics Card, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  23. ^ GeForce GTX 970 | Specifications | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  24. ^ NVIDIA Responds to GTX 970 3.5GB Memory Issue, su PC Perspective. URL consultato il 20 giugno 2015.
  25. ^ Ryan Smith, GeForce GTX 970: Correcting The Specs & Exploring Memory Allocation, su anandtech.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  26. ^ Ryan Smith, GeForce GTX 970: Correcting The Specs & Exploring Memory Allocation, su anandtech.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  27. ^ Ryan Smith, GeForce GTX 970: Correcting The Specs & Exploring Memory Allocation, su anandtech.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  28. ^ GeForce GTX 980 Graphics Card, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  29. ^ GeForce GTX 980 Ti | Specifications | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  30. ^ GeForce GTX TITAN X Graphics Card, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  31. ^ NVIDIA TITAN X GPU Powers "Thief in the Shadows" VR Experience | NVIDIA Blog, su The Official NVIDIA Blog. URL consultato il 20 giugno 2015.
  32. ^ GeForce 920M Dedicated Graphics for Laptops, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  33. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015 (archiviato dall'url originale il 4 marzo 2016).
  34. ^ GeForce 930M Dedicated Graphics for Laptops, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  35. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  36. ^ GeForce 940M Dedicated Graphics for Laptops, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  37. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  38. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  39. ^ GeForce GTX 950M Dedicated Graphics for Laptops, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  40. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  41. ^ GeForce GTX 960M Graphics Card for Laptops, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  42. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  43. ^ GeForce GTX 965M Graphics Card for Laptops | GeForce, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  44. ^ TechPowerUp, su TechPowerUp. URL consultato il 20 giugno 2015.
  45. ^ GeForce GTX 970M Graphics Card, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  46. ^ GeForce GTX 980M Graphics Card, su geforce.com. URL consultato il 20 giugno 2015.
  47. ^ a b NVIDIA Updates GPU Roadmap; Announces Pascal | The Official NVIDIA Blog, su The Official NVIDIA Blog. URL consultato il 20 giugno 2015.
  48. ^ a b NVIDIA Pascal GPU Architecture to Provide 10X Speedup for Deep Learning Apps | NVIDIA Blog, su The Official NVIDIA Blog. URL consultato il 20 giugno 2015.

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