Posibles especificaciones de los GPUs NVIDIA Maxwell

Posibles especificaciones de los GPUs NVIDIA Maxwell

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Futuros GPUs NVIDIA basados en la arquitectura gráfica Maxwell serán lanzados el próximo año.

Nvidia afirma que su nueva arquitectura gráfica Maxwell estará enfocada al rendimiento por watt, ofreciendo maores capacidades gráficas, programación simplificada y mayor eficiencia energética que las de sus actuales GPUs GeForce 600/700 Series “Kepler”.

La arquitectura Maxwell

Con Maxwell, Nvidia realizará un rediseño inteligente a su actual arquitectura Kepler, reorganizando sus unidades de cálculo a fin de que ofrezcan un mayor rendimiento en cómputo de precisión media (FP16) y simple (FP32), pero sacrificando ligeramente su rendimiento en doble precisión (FP64), el cual se verá reducido a 1/4 de su potencial FP32 (GK110 posee un potencial FP64 1/3 de su potencial FP32).

Las unidades SMX (Next Generation Streaming Multiprocessors) serán reorganizadas y estarán conformadas por 256 shader processors (Kepler posee SMX conformados por 192 shader processors); los GPCs continuarán estando conformados por 2 (GPUs Little: GM108) o 3 (GPUs Little: GM104/GM106/GM107 y Big: GM100) SMX.

Nvidia usará 2 tipos de shader processors, unos simplificados y optimizados para cálculos de precisión media/simple (FP16/32) y otros más robustos para doble precisión (FP64), permitiéndole ahorrar costos de fabricación para sus GPUs Little (estos poseerán muy pocas unidades FP64 en comparación con los GPUs Big).

Otro de los cambios introducidos será una reorganización interna en los SMX, los que contarán con un mayor número de registros de hardware (el doble, a fin de mejorar su paralelismo) y memoria cache de primer nivel (L1) de 128kb (los GPUs Kepler poseen 64kb de L1 por SMX) y un L2 de 768kb. El número de unidades de textura (TMU) por SMX se mantendrá en 16.

Entre otras mejoras podemos citar una nueva unidad que permitirá a los GPUs Maxwell una comunicación directa con el controlador de memoria del microprocesador (similar a la incluida con los GPUs AMD Radeon R9 290 Series “Hawaii”), mejorando el tiempo de acceso a la vez que facilita la programación de aplicaciones aceleradas por GPU (GPGPU).

GM100 (Big Maxwell)

Conformado por 8 GPCs (cada GPC a su vez está conformado por 3 SMX):

  • 6144 shader processors funcionando a más de 900MHz.
  • 384 unidades de textura (TMUs).
  • 64 unidades de renderizado (ROPs).
  • 4/8GB de memoria GDDR5 con bus de 512 bits.

GM104 (Little Maxwell)

Conformado por 5 GPCs (cada GPC a su vez está conformado por 3 SMX):

  • 3840 shader processors funcionando a más de 1000MHz.
  • 240 unidades de textura (TMUs).
  • 40 unidades de renderizado (ROPs).
  • 3/6GB de memoria GDDR5 con bus de 320 bits.

GM106 (Little Maxwell)

Conformado por 3 GPCs (cada GPC a su vez está conformado por 3 SMX):

  • 2304 shader processors.
  • 144 unidades de textura (TMUs).
  • 24 unidades de renderizado (ROPs).
  • 3GB de memoria GDDR5 con bus de 192 bits.

GM107 (Little Maxwell)

Conformado por 2 GPCs (cada GPC a su vez está conformado por 2 SMX):

  • 1024 shader processors.
  • 64 unidades de textura (TMUs).
  • 16 unidades de renderizado (ROPs).
  • 2GB de memoria GDDR5 con bus de 128 bits.

GM108 (Little Maxwell)

Conformado por 1 GPC (conformado por 3 SMX con 192 shaders cada uno):

  • 576 shader processors.
  • 48 unidades de textura (TMUs).
  • 8 unidades de renderizado (ROPs).
  • 1/2GB de memoria GDDR5/DDR3 con bus de 64 bits.

Conclusiones

Dado el rediseño de los ALUs (shader processors), no será posible hacer una comparación directa basándonos en el número de ellos para especular el posible rendimiento de los GPUs Maxwell en comparación con Kepler (cabe recordar que una situación similar la tenemos entre los shaders Fermi y los Shaders Kepler).

La mayor diferenciación de los tipos de shader processors usados en la construcción de los GPUs Maxwell, permitirá a Nvidia adaptar fácilmente esta arquitectura para futuros diseños GPU IP para fabricantes de SoCs ARM, así como para los propios futuros SoC Nvidia Tegra con gráficos Maxwell.

Por último tenemos que al igual que AMD (Hawaii posee 4 veces el número de ACEs, unidades destinadas a mejorar el paralelismo, permitiendo la ejecución simultánea de múltiples y diversas aplicaciones aceleradas por GPU), Nvidia apuesta también por mejorar el paralelismo de sus GPUs, hecho que podría significar que los futuros juegos estarán cargados de físicas, inteligencia artificial y otros efectos acelerados por GPU.

Dado que el proceso de manufactura a 20nm de TSMC estará listo entre enero y junio del próximo año, es probable que los GPUs Maxwell hagan su aparición entre julio y diciembre del próximo año.

Link: WCCF Tech.

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