NVIDIA GeForce GTX 280 : la nouvelle bombe ?

16 juin 2008 à 15h00
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NVIDIA GeForce GTX 280 : les autres améliorations de l'architecture

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L'architecture du GeForce GTX 280 comporte bien entendu d'autres améliorations et NVIDIA a notamment augmenté la taille des registres face aux puces GeForce 8 & 9. Avec une taille de registre double, le GeForce GTX 280 autorise la manipulation de shaders plus longs et plus complexes et ce sans avoir besoin de recourir à la mémoire graphique. Pour répondre aux besoins plus pointus en matière de calcul arithmétique, NVIDIA dote chacune des trois unités de traitement multiprocesseurs d'une unité de fonction spéciale, ou SFU, qui est capable d'effectuer des multiplications en virgule flottante, de faire des interpolations d'attributs ou encore de travailler sur les nombres transcendants. L'un des avantages de cette unité est de permettre le fonctionnement à pleine vitesse (ou presque) d'opérations MADD (multiplier et additionner) en un cycle d'horloge, une fonctionnalité déjà annoncée pour le G80 mais finalement plus lente que prévue sur les GeForce 8/9.

L'autre nouveauté majeure de l'architecture du GTX 280 vient de la prise en charge de la double précision, une prise en charge déjà existante chez AMD depuis le RV670 alias Radeon HD 3850/3870. Le calcul 64 bits en virgule flottante se fait ainsi grâce à une unité dédiée. Au total, et bien que la puce GTX 280 comporte 240 processeurs de flux, seule une trentaine fonctionne en double précision sur 64 bits. Double précision oblige, NVIDIA respecte ici le standard international IEEE 754R.

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Parallèlement aux améliorations en matière de calcul, NVIDIA revient également sur les unités de texture de sa nouvelle puce vedette. Alors que les GeForce 8800 offraient huit unités de traitement des textures, le GTX 280 en comporte dorénavant une dizaine. Face au GeForce 8800 qui pouvait filtrer jusqu'à 64 pixels par cycle d'horloge, le GeForce GTX 200 peut en filtrer 80. Du côté des ROP, du nom de ses unités en charge des dernières opérations sur les pixels, NVIDIA porte leur nombre de six à huit partitions. Chaque partition peut travailler sur 4 pixels par cycle d'horloge, ce qui nous donne en sortie des unités ROP pouvant travailler sur 32 pixels contre 24 pour le GeForce 8, lors de traitement de pixels complets (couleurs et profondeur Z). Du reste, NVIDIA ne s'est pas contenté d'augmenter le nombre d'unités ROP puisque certains opérations, comme le mélange de pixels U8 (entier 8 bits non signé) se fait deux fois plus rapidement qu'avec les précédentes générations de GPU.

NVIDIA persiste et signe : DirectX 10... mais la géométrie va plus vite !

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Alors qu'AMD propose depuis de longs mois déjà des puces graphiques prenant en charge la dernière version de l'API graphique de Microsoft, en l'occurrence DirectX 10.1, NVIDIA persiste et signe en ne dotant pas son GeForce GTX 280 de cette prise en charge. Seul DirectX 10 est ici géré et NVIDIA explique que la version 10.1 de DirectX n'apporte que peu d'améliorations, alors que les développeurs n'ont pas franchi le pas, le nombre de jeux DirectX 10.1 étant effectivement pour le moins réduit (à moins bien sûr que l'on considère que le seul jeu DirectX 10.1 ait été supprimé à la demande de NVIDIA...). Du reste, il est vrai que certaines fonctionnalités propres à DirectX 10.1 sont prises en charge par le GeForce GTX 280 mais les développeurs devront les adresser indépendamment.

Avec DirectX 10, Microsoft a inclus pour la première fois dans son API la possibilité pour la puce graphique de générer de la géométrie, une tâche autrefois dévolue au CPU. Les puces graphiques de la famille GeForce 8 prenaient naturellement en charge cette spécificité non sans une certaine lenteur rendant l'exploitation de la géométrie assez hasardeuse. Fort de ce constat, NVIDIA indique avoir augmenté par un facteur de six la structure des tampons internes pour un traitement plus rapide des shaders de géométrie et de meilleures performances lors des opérations dites de « stream out » (rappelons qu'il s'agit d'écrire en mémoire les données résultats d'un traitement des vertex ou geometry shaders avant le traitement des pixel shaders).

NVIDIA GeForce GTX 280 : une puce énorme avec contrôleur mémoire 512 bits

Dotée de la bagatelle de 240 processeurs de flux, contre 128 pour mémoire en ce qui concerne les GeForce 8800 GTX/Ultra, le GeForce GTX 280 est un véritable monstre. Toujours gravée en 65nm par le taïwanais TSMC, la puce comporte en effet un total de 1,4 milliards de transistors, un nombre presque record. Alors que les GeForce 8800 GTX et Ultra ne disposaient pas d'un contrôleur PCI-Express de seconde génération, la GeForce GTX 280 dispose d'un contrôleur PCI-Express 2.0, comme les GeForce 8 et 9 basées sur la puce G92. Côté fréquences de fonctionnement, on retrouve les mêmes spécificités qu'avec le GeForce 8.

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NVIDIA GeForce GTX 280 : Diagramme de la puce


C'est ainsi que la puce opère à 602 MHz (y compris les unités de texture et les ROP) lorsque les processeurs de flux tournent à 1296 MHz, une fréquence un brin curieuse. Théoriquement, la puce affiche une puissance de calcul brute de 933 gigaflops contre 518 gigaflops pour le vénérable G80. Du côté de la mémoire, NVIDIA inaugure pour la première fois un contrôleur 512 bits compatible avec l'actuelle GDDR3 mais aussi avec la GDDR5, au cas où. En attendant, le contrôleur 512 bits du GeForce GTX 280 est en réalité constitué de deux contrôleurs mémoire de 256 bits chacun et NVIDIA dit avoir retravaillé nombre d'algorithmes pour une plus grande efficacité. Dans les faits, la bande passante mémoire passe de 86 Go/s pour une GeForce 8800 GTX à 142 Go/s pour notre GeForce GTX 280. Par défaut, NVIDIA recommande une fréquence de fonctionnement de 1107 MHz pour la mémoire alors que la quantité de cette dernière atteint dorénavant 1 Go sur le modèle GTX 280. Physiquement enfin, la puce adopte un packaging flip-chip avec un heat-spreader métallique semblable à celui déjà présent sur les tous premiers G80.

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Pour vous rafraîchir la mémoire, voici un récapitulatif des caractéristiques du GeForce GTX 280 face aux précédentes générations de puces.

 GeForce 8800 GTXGeForce 8800 GTS 512 MoGeForce 9800 GTXRadeon HD 3870 X2GeForce 9800 GX2GeForce GTX 280
InterfacePCI-Ex. 16xPCI-Ex. 16x - Gen2PCI-Ex. 16x - Gen2PCI-Ex. 16xPCI-Ex. 16x - Gen2PCI-Ex. 16x - Gen2
Gravure0,09 µ0,065 µ0,065 µ0,055 µ0,065 µ0,065 µ
Transistors681 Millions754 Millions754 Millions666 Millions754 Millions1,4 Milliards
RAMDAC2x 400 MHz2x 400 MHz2x 400 MHz2x 400 MHz2x 400 MHz2x 400 MHz
T&LDirectX 10DirectX 10DirectX 10DirectX 10.1DirectX 10DirectX 10
Stream Processors128128128320128240
Unités ROP241616161632
Mémoire embarquée768 Mo512 Mo512 Mo2x 512 Mo2x 512 Mo1024 Mo
Interface mémoire384 Bits256 bits256 bits256 bits256 bits512 bits
Bande passante101.3 Go/s62,1 Go/s70,4 Go/s58,9 Go/s64 Go/s142 Go/s
Fréquence GPU575 MHz650 MHz675 MHz825 MHz600 MHz602 MHz
Fréquence Stream Processors1350 MHz1625 MHz1688 MHz825 MHz1500 MHz1296 MHz
Fréquence mémoire900 MHz970 MHz1100 MHz900 MHz1 GHz1107 MHz
Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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