Přehled desktopových grafických čipů

V listopadu roku 2006 uvedla NVIDIA dlouho připravovaný grafický čip G80, který svou komplexností a výkonem doslova změnil význam grafického hi-endu tak, jak byl doposud znám v podání konkurenční X1950 XTX nebo sesterské GeForce 7900 GTX a dokonce i „dvoučipové“ GeForce 7950 GX2.

G80 byl vyráběn pokročilejším 90nm výrobním procesem a spolupracoval s GDDR3 grafickou pamětí přes rozšířenou 384bitovou paměťovou sběrnici. Obsahoval na tehdejší dobu neuvěřitelných 681 miliónů tranzistorů, což vyústilo v dosud nevídanou plochu čipu 484 mm² a přineslo rovněž značně vysoké náklady na výrobu.

Samozřejmostí se díky tomu stalo také dvouslotové řešení chlazení a přítomen byl rovněž jeden 6-pin PCIe napájecí konektor.

Jako vůbec první grafický čip v historii přinesl podporu DirectX 10 spolu se Shader Modelem 4.0, které byly v té době společností Microsoft teprve připravovány pro nový operační systém Windows Vista a rovněž samozřejmě neexistovala hra, která by je dokázala využít. Čip tak v době svého uvedení pracoval „pouze“ s DirectX 9.0c jako všechny ostatní modely na trhu.

Poznámka: Na jiných operačních systémech než Windows Vista si z rozhodnutí společnosti Microsoft „vymoženosti“ DirectX 10 nevychutnáte.

S podporou DirectX 10 se Shader Modelem 4.0 úzce souvisí i konstrukce čipu. G80 tak jako vůbec první desktopový grafický čip uvedl do praxe tzv. unifikovanou architekturu, což velmi zjednodušeně znamená, že namísto vertex a pixel pipeline obsahoval tzv. Stream procesory (SP). Tyto procesory byly programovatelné a mohly tak podle potřeby konkrétní scény vykonávat operace jak s vertexy, tak i s pixely. Přesné určení těchto operací pro jednotlivé Stream procesory v reálném čase řídila část čipu nazvaná „Thread Execution Manager“.

Stream procesorů nesl čip G80 celkem 128 a taktovány byly na 2,5 násobek frekvence samotného čipu. Jak už jsme si řekli v kapitole věnované Radeonu R600, byly tyto procesory skalární (označené 1D) a mohly tedy vykonávat vždy jen jednu konkrétní operaci.

Z dalších technologií můžeme jmenovat mimo jiné značně vylepšené filtrování textur nebo využití až 16násobného antialiasingu CSAA (Coverage-Sampling Antialiasing) s minimálním dopadem na výkon. V této souvislosti doznala změn i Z-komprese textur a rovněž přibyla podpora pro antialiasing v SLI zapojení.

Další novinkou byla možnost využití HDR efektů společně se zapnutým vyhlazováním obrazu, což bylo do té doby využitelné pouze na konkurenčních modelech X1900.

Nové ovladače navíc přinesly podporu technologie PureVideo HD, která umožňovala přehrávání HD-DVD a Blu-ray videa za výrazné pomoci GPU.

Úvodními modely postavenými na čipu G80 se staly GeForce 8800 GTX a GeForce 8800 GTS. Model GF 8800 GTX dosahoval frekvence 575 MHz a nesl celkem 768 MB GDDR3 grafických pamětí taktovaných na 900 MHz.

Naproti tomu slabší model GF 8800 GTS obsahoval pouze 96 aktivních Stream procesorů a byl taktován na 500 MHz. Nesl 640 MB GDDR3 grafických pamětí na frekvenci 800 MHz a jejich komunikace probíhala po zúžené 320bitové paměťové sběrnici. V únoru roku 2007 byla ještě uvedena verze modelu GF 8800 GTS se stejnými parametry, která ovšem nesla pouze 320 MB GDDR3 grafické paměti.

Dále pak byla koncem října 2007, současně s novou generací G92, vydána nová verze modelu GF 8800 GTS s 640 MB grafických pamětí založená stále na čipu G80, avšak se zvýšeným počtem Stream procesorů na celkových 112. Karty s touto konfigurací ale do svého sortimentu zařadili pouze někteří výrobci (EVGA, XFX, BFG...), kteří je vydali jako zvláštní edice.

V květnu 2007 byl po uvedení konkurenčního R600/Radeon 2900 XT vydán ještě model GeForce 8800 Ultra, který dosahoval frekvencí 612 MHz. Paměťová sběrnice byla opět 384bitová a 768 MB grafické paměti typu GDDR3 bylo taktováno na vysokých 1080 MHz. Nově přibyl druhý 6-pin PCIe napájecí konektor.

Byl to vlastně pouze přetaktovaný GF 8800 GTX s přemrštěnou cenou, který měl spíše prezentovat možnosti G80 a zajistit NVIDII pozici absolutního hi-endu, protože Radeon 2900 XT byl výkonově i cenově spíše soupeřem pro modely GTS 640 a GTX.

Spojení dvou modelů GF 8800 Ultra v SLI se tak stalo tehdejším nejvýkonnějším a rovněž nejdražším grafickým řešením na trhu.

Duben roku 2007 přinesl do mainstreamu a low-endu nové grafické čipy G84 a G86, které technologicky vycházely z hi-endového G80, oba však už byly vyráběny pomocí pokročilejšího 80nm výrobního procesu. S těmito čipy tak unifikovaná architektura a podpora DirectX 10 vstoupily i do nižších segmentů trhu.

Mainstreamový G84 byl samozřejmě oproti G80 značně „osekán“ a jeho výsledná velikost tak byla přibližně třetinová. Obsahoval 289 miliónů tranzistorů a nesl celkem 32 Stream procesorů, opět taktovaných na 2,5 násobek frekvence čipu. Spolupracoval s GDDR3 grafickou pamětí komunikující přes „pouze“ 128bitovou paměťovou sběrnici.

Čip G84 přinesl samozřejmě několik vylepšení například v podobě zefektivnění práce texturovacích jednotek nebo podpory technologie PureVideo HD (až 1080p). Zůstala zachována i podpora SLI a díky výsledným rozměrům čipu a použitému výrobnímu procesu bylo rovněž hojně využíváno pasivní řešení chlazení.

Modely postavené na čipu G84 byly uvedeny současně hned dva. Výkonnějším z nich byl GeForce 8600 GTS, který pracoval na frekvenci 675 MHz a GDDR3 grafické paměti měl taktovány na 1000 MHz.

Slabším z obou modelů pak byl GeForce 8600 GT, který byl taktován na 500 MHz pro čip a 700 MHz pro GDDR3 grafické paměti.

Přestože byly modely postavené na čipu G84 technologicky vyspělejší, nedokázaly konkurenční Radeony X1950, proti kterým byly namířeny, porazit. Navíc v době uvedení byla cena obou modelů značně přemrštěná, což opět nahrávalo výkonnější a levnější konkurenci.

Low-endový G86 byl již svými parametry předurčen spíše do multimediálních sestav. Skládal se z 210 miliónů tranzistorů a nesl celkem 16 Stream procesorů. Přes 128bitovou paměťovou sběrnici spolupracoval s DDR2 grafickou pamětí a naprostá většina modelů rovněž postrádala SLI konektor, i když podpora této technologie zůstala v čipu zachována.

Dále výrobci ve snaze o co nejnižší náklady vydávaly například i varianty s low-profile PCB a naopak vzhledem k multimediálnímu zaměření se na modelech často objevovaly i alternativní moderní grafické výstupy jako např. HDMI.

Na čipu G86 byl postaven model GeForce 8500 GT, který byl taktován na 450 MHz pro čip a 400 MHz pro osazenou DDR2 grafickou paměť.

Později byl ještě uveden model GeForce 8400 GS, který dosahoval stejných taktů jako GF 8500 GT, ale využíval pouze poloviční 64bitovou paměťovou sběrnici a byl určen zejména pro OEM výrobce sestav.

V prosinci roku 2007 se inovace dočkala i technologie SLI. S uvedením nového čipsetu nForce 680i, který již obsahoval tři plnohodnotné PCIe x16 sloty, bylo výhradně pro modely GF 8800 Ultra a GF 8800 GTX umožněno spojení trojice těchto karet do tzv. 3-Way SLI. Setkat se také můžete s pojmenovánímTriple-SLI.

Tento energeticky a finančně velice náročný hi-endový systém, pro který NVIDIA doporučovala minimálně 1000W napájecí zdroj, tak na trhu nahradil nepříliš oblíbený Quad-SLI minulé generace, který v podstatě zanikl již s uvedením řady GeForce 8.

U DDR2 a GDDR3 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.