泰坦神器降臨！NVIDIA GTX TITAN測試

    Kepler GK110的新SMX引入幾個架構創新，使其不僅成為有史以來最強大的多處理器，而且更具編程性，更節能。

    SMX: 192個單精度CUDA核、64個雙精度單元、32個特殊功能單元(SFU)和32 個加載/存儲單元(LD/ST)。

SMX 處理核架構

    每個Kepler GK110 SMX單元具有192單精度CUDA核，每個核完全由浮點和整數算術邏輯單元組成。Kepler完全保留Fermi引入的IEEE 754-2008 標準的單精度和雙精度算術，包括積和熔加(FMA)運算。

    Kepler GK110 SMX 的設計目標之一是大大提高GPU的雙精度性能，因為雙精度算術是許多HPC應用的核心。Kepler GK110 的SMX還保留了特殊功能單元 (SFU)以達到和上一代GPU類似的快速超越運算，所提供的SFU數量是Fermi GF110 SM的8倍。

    與GK104 SMX單元類似，GK110 SMX單元內的核使用主GPU頻率而不是2倍的著色頻率。2x著色頻率在 G80 Tesla 架構的 GPU 中引入，并用于之后所有的 Tesla 和 Fermi‐架構的GPU。在更高時鐘頻率上運行執行單元使芯片使用較少量的執行單元達到特定目標的吞吐量，這實質上是一個面積優化，但速度更快的內核的時鐘邏輯更耗電。對于Kepler，我們的首要任務是的性能/功率比。雖然我們做了很多面積和功耗方面的優化，但是我們更傾向優化功耗，甚至以增
加面積成本為代價使大量處理核在能耗少、低GPU頻率情況下運行。

Quad Warp Scheduler

    SMX以32個并行線程為一組的形式調度進程，這32個并行線程叫做Warp。而每個SMX中擁有四組 Warp Scheduler 和八組 Instruction Dispatch 單元，允許四個Warp同時發出執行。Kepler 的 Quad Warp Scheduler 選擇四個 Warp，在每個循環中可以指派每 Warp 2 個獨立的指令。與 Fermi 不同，Fermi 不允許雙精度指令和部分其他指令配對，而 Kepler GK110 允許雙精度指令和其他特定沒有注冊文件讀取的指令配對 例如加載/存儲指令、紋理指令以及一些整數型指令。

    每個Kepler SMX 包含4組Warp Scheduler，每組Warp Scheduler包含兩組 Instruction Dispatch單元。單個Warp Scheduler單元如上所示。

    我們努力優化SMX Warp Scheduler邏輯中的能源。例如，Kepler和Fermi Scheduler 包含類似的硬件單元來處理調度功能。其中包括：

a) 記錄長延遲操作（紋理和加載的寄存器
b) Warp 內調度決定（例如在合格的候選 Warp 中挑選出非常好的 Warp 運行）
c) 線程塊級調度（例如，GigaThread 引擎）

    然而，Fermi的scheduler還包含復雜的硬件以防止數據在其本身數學數據路徑中的弊端。多端口寄存器記錄板會紀錄任何沒有有效數據的寄存器，依賴檢查塊針對記錄板分析多個完全解碼的 Warp指令中寄存器的使用情況過，確定哪個有資格發出。

    對于 Kepler ，我們認識到這一信息是確定性的（數學管道延遲是不變量），因此，編譯器可以提前確定指令何時準備發出，并在指令中提供此信息。這樣一來，我們就可以用硬件塊替換幾個復雜、耗電的塊，其中硬件塊提取出之前確定的延遲信息并將其用于在 Warp 間調度階段屏蔽Warp，使其失去資格。