流處理器緣何差6倍！A/N GPU架構解析

    Cypress已經發布了半年之久，而NVIDIA方面的GF100依然是猶抱琵琶半遮面。GF100核心之所以延期這么久，一方面是因為NVIDIA遭遇了40nm新制程良率不足的困擾，另一方面GF100在核心架構方面的改進非常巨大，NVIDIA力圖打造一顆在DX11和GPU計算方面都趨于完美的核心。

● GF100架構改進要點預覽

    如果說Cypress是“雙核心”設計的話，那么GF100的流處理器部分就是“四核心”設計，因為其raster units（光柵化引擎）是以GPC（線程處理器簇）為單位的，一式四份。而raster units的功能就是以流水線的方式執行邊緣/三角形設定(Edge/Triangle Setup)、光柵化(Rasterization)、Z軸壓縮(Z-Culling)等操作。上頁我們介紹過Cypress的Rasterizer和Hierarchial-Z雙份的，而GF100則是四份的，雖然命名有所不同但功能是相同的。

    另外，GF100擁有更多的PolyMorph（多形體引擎），是以SM（流處理器）為單位分配的，擁有多達16組。多形體引擎則要負責頂點拾取(Vertex Fetch)、細分曲面(Tessellation)、視口轉換(Viewport Transform)、屬性設定(Attribute Setup)、流輸出(Stream Output)等五個方面的處理工作，DX11中最大的變化之一細分曲面單元(Tessellator)就在這里，因此GF100的理論Tessellation性能將會遠超Cypress，因為Cypress只有一個Tessellator單元。

    至于流處理器核心部分，則是經過了重新設計，與GT200/G92/G80相比是煥然一新，因此NVIDIA將其稱為CUDA核心而不再是流處理器。

    GF100的512個CUDA核心都符合IEEE 754-2008浮點算法(Cypress也是如此)和完整的32位整數算法，而后者在過去只是模擬的，事實上僅能計算24-bit整數乘法；同時全面引入的還有積和熔加運算(Fused Multiply-Add/FMA)。此外雙精度浮點(FP64)性能大大提升，峰值執行率可以達到單精度浮點(FP32)的1/2，而過去只有1/8，AMD從R600開始到現在的Cypress核心都是1/5，沒有做任何變化。

    至于顯存控制器方面的改進，還有顯存ECC等外圍功能就不多做介紹了。總而言之，GF100核心是GPU自從進入DX10時代以來，架構變化最大的一次，在GPU圖形架構和并行計算架構方面都有了革命性的進步，因此備受玩家和業界期待。現在據可靠消息表明GF100架構的GTX480顯卡將在本月26日準時發布，屆時我們將會為大家獻上全方位的架構分析及性能評測，讓我們一同期待吧！■<