GeForce GTX Titan : la carte graphique la plus rapide ?

21 février 2013 à 15h00
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La note de la rédac

Kepler aux stéroïdes

Nous l'écrivions dès l'introduction, au cœur de cette GeForce GTX Titan nous retrouvons une puce GK110. Celle-ci est toujours basée sur l'architecture Kepler inaugurée il y a un an maintenant par le GeForce GTX 680. Nous ne reviendrons donc pas ici sur les détails de l'architecture, préférant vous renvoyer à notre prose de l'époque (voir NVIDIA GeForce GTX 680 : la réponse au Radeon HD 7970 ?).

Architecture Kepler oblige, l'agencement de la puce GK110 est très proche de celui observé pour le GK104. À ceci près bien sûr que le GK110 compte plus d'unités de calcul, puisqu'il s'agit là d'un des points clés de la puce. Face au GK104 du GeForce GTX 680, le GK110 voit son nombre de GPC ou Graphic Processing Cluster passer de quatre à cinq. Et chaque GPC renferme non plus deux SMX mais trois SMX. Au total donc, la puce GK110 dispose de 15 SMX, chaque SMX renfermant 192 cœurs CUDA, soit les plus petites unités de calcul de la puce capables de travailler sur les instructions 3D envoyées par les jeux.

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Si physiquement la puce GK110 compte 15 SMX et donc 2880 cœurs CUDA potentiels, NVIDIA a choisi de n'en activer que 14, limitant de fait le nombre total d'unités de calcul à 2688. Avec 14 SMX, la puce GK110 compte tout de même la bagatelle de 224 unités de texture et 48 ROPs (rappelons que les ROPs sont ces unités spécialisées dans les derniers traitements à apporter aux pixels comme le mélange ou l'anticrénelage par exemple). Côté interface mémoire, on passe d'un bus 256 bits pour la GeForce GTX 680 à un bus 384 bits pour le GK110 permettant un gain notable en terme de bande passante théorique alors que NVIDIA couple la puce à 6 Go de mémoire GDDR5. Avec une fréquence mémoire de 1503 MHz, la puce GeForce GTX Titan bénéficie d'une bande passante mémoire théorique impressionnante de 269 Go/s.

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Le GeForce GTX Titan vu par les pilotes NVIDIA


Encore quelques mots d'architecture. Si la puce GK110 ne prend pas en charge DirectX 11.1, elle conserve à son actif les unités de calcul double-précision initialement implémentées pour les puces Quadro et Tesla. Mieux, NVIDIA permet d'activer les unités en question et d'en profiter : cela sera particulièrement utile pour ceux d'entre vous qui ne voient pas en Titan une carte graphique, mais plutôt un monstre de puissance de calcul capable de plier de la protéine avec les applications GPGPU par exemple. Contrairement à un GeForce GTX 680 qui dispose de 8 unités double-précision par SMX, Titan profite de 64 unités double-précision par SMX. Sa puissance en la matière est donc bien supérieure : il peut traiter les calculs double-précision à un tiers du débit simple précision contre 1/24ème avec le GK104. NVIDIA évoque une puissance brute de 1 Teraflop en double-précision. Pour activer les unités DP sur Titan il faudra faire un détour par les pilotes pour cocher l'option « CUDA - Double Precision ». Attention, dans cette configuration, la fréquence de fonctionnement de la puce sera réduite.

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Activation des unités Double Precision depuis les pilotes


La puce GK110 : 7,1 milliards de transistors

Avec une telle augmentation du nombre d'unités de calcul, la puce GK110 est tout simplement massive ou monstrueuse. Toujours gravée en 28 nm par TSMC, elle compte pas loin de 7,1 milliards de transistors d'après NVIDIA ! Un chiffre qui donne le tournis : un processeur hexa cœurs Intel, comme le Core i7 3960X, embarque pour sa part seulement 2,3 milliards de transistors...

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Puce NVIDIA GK110 : massive tout simplement !


Passé ces considérations, il nous faut revenir aux fréquences de fonctionnement. NVIDIA annonce une fréquence de 837 MHz pour la puce avec un turbo annoncé de 876 MHz. Ce dernier peut du reste flirter ou dépasser le gigahertz suivant les conditions grâce à GPU Boost. Un GPU Boost qui évolue en version 2.0 comme nous allons le détailler dans la page suivante.

 Radeon HD 7970GeForce GTX 680GeForce GTX 690GeForce GTX Titan
InterfacePCI-Ex. 16x - Gen3PCI-Ex. 16x - Gen3PCI-Ex. 16x - Gen3PCI-Ex. 16x - Gen3
Gravure0,028 µ0,028 µ0,028 µ0,028 µ
Transistors4,3 Milliards3,54 Milliards3,54 Milliards (par puce)7,1 Milliards
T&LDirectX 11.1DirectX 11DirectX 11DirectX 11
Stream Processors2048153630722688
Unités ROP32326448
Unités de texture128128256224
Mémoire embarquée3072 Mo2048 Mo2048 Mo (par puce)6144 Mo
Interface mémoire384 bits256 bits512 bits384 bits
Bande passante264 Go/s192,26 Go/s358 Go/s269 Go/s
Fréquence GPU925 MHz1006 MHz (base)915 MHz (base)837 MHz (base)
Fréquence Stream Processors925 MHz1006 MHz (base)915 MHz (base)837 MHz (base)
Fréquence mémoire1375 MHz - GDDR51502 MHz - GDDR51502 MHz - GDDR51503 MHz - GDDR5
Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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