Novinky ve světě GPU - únor 2013
28.2.2013, Petr Štefek, článek
Měsíc uplynul jako voda, a tak zde máme opět malý sumář nejdůležitějších událostí ze světa grafických karet, respektive technologií s nimi spojených. Největším tahákem měsíce února jsou nové bundle AMD a Nvidie, a také uvedení GeForce GTX Titan.
Kapitoly článku:
Několik týdnů zpět jsme si uváděli profesionální produkty Nvidia Tesla a představili je jako součást superpočítače Titan. Tehdy jsem se dušoval, že základ těchto akcelerátorů, respektive jádro GK110, nikdy v retailu neuvidíme a dnes je vše jinak. Nvidia potřebovala opět ukázat, že na to má a dodala světu superakcelerátor za příjemnou cenu kulatých 1 000 dolarů (u nás se cena u předobjednávek pohybuje na úrovni 24-25 tisíc korun). Nvidia GeForce GTX Titan je založena na obřím jádru GK110 současné architektury Kepler a zřejmě je také posledním jádrem na této evoluční verzi původní Fermi architektury.
Testy této karty si bohužel prozatím můžete prohlédnout pouze na zahraničních portálech jako je Anandtech a jiných, kde sample této karty dostali od Nvidie. ČR je (přiznejme si to) trh s naprosto nicotným potenciálem oproti jiným západoevropským zemím či USA, takže si budeme muset počkat na produkční verzi od některého z výrobců (Asus, Gigabyte či MSI). Samozřejmě, pokud vynecháme uraženou novinářskou ješitnost, že „nám tu kartu nikdo neposkytnul“, tak je GeForce GTX Titan spíše papírovým produktem s malým počtem karet, které se reálně prodají. Nvidia ale ukázala AMD, že umí stále vyrobit něco, na co AMD může hledět s uctivým odstupem. Aby nedošlo k mýlce, tak musím říci, že současné Radeony HD 7900 považuji za nejlepší high-endové produkty na trhu se skvělou užitnou hodnotnou.
Když jsme si udělali obrázek o situaci, tak bychom se nyní měli věnovat především samotnému jádru GK110, které představuje pozoruhodné srdce této velmi exkluzivní novinky. GK110 má poněkud jinou pozici než předchozí jádro GK104, které bylo prvně uvedeno pro účely herních akcelerátorů. Zde je situace zcela jiná, protože zbrusu nové jádro se v herních počítačích vyskytlo až následně a prvně našlo domov v profesionálním světě. GK110 je svými 7.1 mld. tranzistorů bezpečně největší GPU na trhu a druhým největším GPU z hlediska plochy vůbec (rekord stále drží jádro GT200 z GeForce GTX 280). Výrobní proces 28nm je již ověřený, ale i tak lze předpokládat, že Nvidia nebude povedená jádra „sekat jako Baťa cvičky“.
Přes 28nm výrobní proces je zřejmé, že plocha 551 mm2 není žádný drobeček. Pro srovnání, GPU AMD Tahiti (Radeon HD 7950/7970) disponuje 4,3 mld. tranzistorů a stájové GK104 (GeForce GTX 690/680/670) má „pouze“ 3,5 mld. tranzistorů. Oproti procesorům (CPU) jsou GPU podstatně větší a podstatně náročnější na napájení, respektive spotřebu, ale na druhou stranu disponují u paralelních výpočtů násobně vyšším výkonem. O využití paralelních výpočetních architektur v případě akcelerace aplikací, které doposud obhospodařovaly jen tzv. general purpose procesory, se hovoří již roky.
Když jsme zmiňovali, že se Nvidia rozhodla jádro GK110 využít primárně v profesionálním segmentu a herního akcelerátoru jsme se dočkali se opožděním a poněkud překvapivě, tak to ale rozhodně neznamená, že pro účely grafiky bude nasazeno pouze ve hrách. Máme zde totiž ještě profesionální produktovou řadu Nvidia Quadro, kde se toto jádro s jistotou objeví během tohoto roku. Pokud se podíváme na srovnání obou Keplerů z pohledu čísel, pak pro GK110 platí 15 SMX bloků s celkově 2 688 stream procesory, 6 bloky renderovacích jednotek a pro GK104 8 SMX bloků s 1 536 stream procesory a 4 bloky renderovacích jednotek. Pokud se podíváme na výkony výpočetní, pak je GK110 velmi optimalizovaná architektura Kepler, kterou známe z GK104.
Je zde ale několik rozdílů. GK104 má SMX blok, který se skládá z 192 CUDA Cores (stream procesory) pro FP32 (single precision) výpočty, 8 specializovaných FP 64 jednotek (double precision), 256kB register file, 64kB L1 cache a 48kB uniform cache. Vše je doplněno 4 warp shedulery, kde každý má své dvě dispatch jednotky. Z toho také plyne problém vysokého handicapu v případě FP64 výkonnosti.
Jádro Nvidia GK110 je postaveno velmi podobně, ale několik rozdílů zde přece jen je a jsou zaměřeny především na výkonnost ve FP64. SMX blok se skládá z 192 CUDA Cores (stream procesory) pro FP32 (single precision) výpočty, 64 specializovaných FP 64 jednoetk (souble precision), 256kB register file, 64kB L1 cache a 48kB uniform cache.
Podle dosavadních výsledků testů se zdá, že situace je obdobná jako v minulosti, kdy nová jádra dýchala na záda o generaci starším dvoučipovým kartám. GeForce GTX Titan tak atakuje výkon GeForce GTX 690 nebo připravovaného Radeonu HD 7990, ale jejich úrovní tak úplně nedosahuje přesto, že je dražší. GeForce GTX Titan rozhodně není akcelerátorem, o kterém by hráč musel snít, protože v současných hrách si hravě vystačí s kartami jako GeForce GTX 680 nebo Radeon HD 7970, a pokud ne, má zde SLI nebo CrossFire X řešení za podstatně nižší cenu.
Testy této karty si bohužel prozatím můžete prohlédnout pouze na zahraničních portálech jako je Anandtech a jiných, kde sample této karty dostali od Nvidie. ČR je (přiznejme si to) trh s naprosto nicotným potenciálem oproti jiným západoevropským zemím či USA, takže si budeme muset počkat na produkční verzi od některého z výrobců (Asus, Gigabyte či MSI). Samozřejmě, pokud vynecháme uraženou novinářskou ješitnost, že „nám tu kartu nikdo neposkytnul“, tak je GeForce GTX Titan spíše papírovým produktem s malým počtem karet, které se reálně prodají. Nvidia ale ukázala AMD, že umí stále vyrobit něco, na co AMD může hledět s uctivým odstupem. Aby nedošlo k mýlce, tak musím říci, že současné Radeony HD 7900 považuji za nejlepší high-endové produkty na trhu se skvělou užitnou hodnotnou.
Přes 28nm výrobní proces je zřejmé, že plocha 551 mm2 není žádný drobeček. Pro srovnání, GPU AMD Tahiti (Radeon HD 7950/7970) disponuje 4,3 mld. tranzistorů a stájové GK104 (GeForce GTX 690/680/670) má „pouze“ 3,5 mld. tranzistorů. Oproti procesorům (CPU) jsou GPU podstatně větší a podstatně náročnější na napájení, respektive spotřebu, ale na druhou stranu disponují u paralelních výpočtů násobně vyšším výkonem. O využití paralelních výpočetních architektur v případě akcelerace aplikací, které doposud obhospodařovaly jen tzv. general purpose procesory, se hovoří již roky.
Když jsme zmiňovali, že se Nvidia rozhodla jádro GK110 využít primárně v profesionálním segmentu a herního akcelerátoru jsme se dočkali se opožděním a poněkud překvapivě, tak to ale rozhodně neznamená, že pro účely grafiky bude nasazeno pouze ve hrách. Máme zde totiž ještě profesionální produktovou řadu Nvidia Quadro, kde se toto jádro s jistotou objeví během tohoto roku. Pokud se podíváme na srovnání obou Keplerů z pohledu čísel, pak pro GK110 platí 15 SMX bloků s celkově 2 688 stream procesory, 6 bloky renderovacích jednotek a pro GK104 8 SMX bloků s 1 536 stream procesory a 4 bloky renderovacích jednotek. Pokud se podíváme na výkony výpočetní, pak je GK110 velmi optimalizovaná architektura Kepler, kterou známe z GK104.
Je zde ale několik rozdílů. GK104 má SMX blok, který se skládá z 192 CUDA Cores (stream procesory) pro FP32 (single precision) výpočty, 8 specializovaných FP 64 jednotek (double precision), 256kB register file, 64kB L1 cache a 48kB uniform cache. Vše je doplněno 4 warp shedulery, kde každý má své dvě dispatch jednotky. Z toho také plyne problém vysokého handicapu v případě FP64 výkonnosti.
Jádro Nvidia GK110 je postaveno velmi podobně, ale několik rozdílů zde přece jen je a jsou zaměřeny především na výkonnost ve FP64. SMX blok se skládá z 192 CUDA Cores (stream procesory) pro FP32 (single precision) výpočty, 64 specializovaných FP 64 jednoetk (souble precision), 256kB register file, 64kB L1 cache a 48kB uniform cache.
Podle dosavadních výsledků testů se zdá, že situace je obdobná jako v minulosti, kdy nová jádra dýchala na záda o generaci starším dvoučipovým kartám. GeForce GTX Titan tak atakuje výkon GeForce GTX 690 nebo připravovaného Radeonu HD 7990, ale jejich úrovní tak úplně nedosahuje přesto, že je dražší. GeForce GTX Titan rozhodně není akcelerátorem, o kterém by hráč musel snít, protože v současných hrách si hravě vystačí s kartami jako GeForce GTX 680 nebo Radeon HD 7970, a pokud ne, má zde SLI nebo CrossFire X řešení za podstatně nižší cenu.
