5.2.1.2. Примеры реализаций современных видеокарт и их параметры

Рассмотрим примеры конкретной реализации современных высокопроизводительных видеокарт. Это изделие GV– NX96G384H производства компании Gigabyte на базе мощного графического процессора G92. Общие характеристики видеокарты. Ядро – G92. Количество транзисторов – 754 млн. шт. Технологический процесс – 65 нм. Количество потоковых процессоров – 96, количество блоков текстурирования (TMU), определяющих текстурную производительность (скорость выборки и наложения текстур) – 48, количество блоков растеризации (ROP), осуществляющих операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга) - 12. Номинальная частота ядра – 550 МГц. Номинальная частота шейдерного домена – 1375 МГц. Ширина шины памяти – 192 бит. Тип памяти – GDDR3. Объём памяти – 384 Мбайт. Частота памяти (номинал) – 1800 МГц. Поддерживаемая гипотеза – DirectX 10. Интерфейс – PCI Express 2.0.

Графический процессор G92-150 версии A2 включает 96 потоковых процессоров и работает на частотах 550/1375 МГц, роль которых обозначена выше. Совместный объём памяти составляет 384 Мбайт, а частота функционирования равна 1800 МГц. Время доступа к памяти составляет 1, 0 нс (для микросхем K4J52324QE-BJ1A), что позволяет работать на частоте до 2000 МГц.

Другим примером современных видеокарт может служить серия изделий Radeon HD 48хх на базе графического чипа архитектуры RV770. Особенность чипа RV770 заключается в наличии десяти SIMD – ядер. Эти вычислительные блоки включают по 16 универсальных суперскалярных потоковых процессоров, состоящих, в свою очередь, из 5 скалярных процессоров. В итоге общее число потоковых процессоров достигает 800. Каждое SIMD – ядро имеет свою локальную память в 16 Кбайт и блок управления потоками, который эффективно распределяет задачи между вычислительными ячейками. Проблемой предыдущих поколений была медленная работа с текстурами. В частности, виной тому были недостатки архитектуры соответствующих вычислительных блоков. В RV770 число блоков текстурирования (TMU) увеличено до 40. Каждому SIMD – блоку придается по четыре текстурных блока. Количество блоков растеризации (ROP) – 16, как и в чипах предыдущих поколений, но их производительность увеличена в два раза, благодаря чему за такт они обрабатывают большее количество пикселей. Контроллер памяти тоже видоизменён и представляет собой четыре 64-разрядных контроллера, расположенных непосредственно у основных блоков, обрабатывающих большие объёмы данных. Кэш – память второго уровня L2 тоже разбита на четыре части, каждая из которых относится к своему контроллеру. Контроллеры памяти соединены в один хаб, который распределяет поток данных между остальными, менее требовательными к вычислительным ресурсам, вычислительными блоками ядра. Контроллер памяти RV770 обеспечивает поддержку стандартной памяти GDDR3 и высокоскоростной GDDR5. Память второго типа используется только для старшей модели Radeon HD 4870. Благодаря использованию памяти с рабочими частотами свыше 3 ГГц видеокарта обладает примерно такой же пропускной способностью, как и карты с 512-разрядным интерфейсом и медленной памятью. В рассматриваемой архитектуре получили развитие энергосберегающие технологии ATI PowerPlay. В зависимости от загрузки графического ядра его частота меняется. В сочетании с 55 – нанометровым технологическим процессом, по которому изготовлен графический чип, это уменьшает общее энергопотребление видеокарты.

Приведем характеристики старшей модели видеокарт семейства Radeon HD 48хх – Radeon HD 4870. Ядро – RV770. Технологический процесс –55 нм. Число процессоров – 800. Число TMU – 40. Число ROP – 16. Частота ядра/процессоров – 750 МГц. Частота памяти – 3600 МГц. Ширина шины памяти – 256 бит. Тип памяти – GDDR5. Объём памяти – 512 Мбайт. Пропускная способность памяти – 115 Гбайт/с. Интерфейс – PCI Express 2.0. Поддерживаемая гипотиза – DirectX 10.1. Энергопотребление - 160 Вт. Продолжает улучшаться технология ATI Avivo. Поддерживается декодирование двух видеопотоков с разрешением до 1080 пикселей. Поддерживаются интерфейсы HDMI, Display Port и режим CrossFireX, который позволяет соединять более двух видеокарт в одной системе.

Несколько слов о профессиональных видеокартах. Компания Nvidia представила профессиональную видеокарту Quadro FX 5800, оснащенную четырьмя гигабайтами видеопамяти. Производитель называет новинку самой мощной, на сегодняшний день, профессиональной видеокартой в мире.

Видеокарта Nvidia Quadro FX 5800 включает 240 процессорных ядер, пропускная способность видеопамяти карты равна 120 гигабайтам в секунду. Новинка предназначена как для профессионалов в области графики, так для применения в промышленности. Quadro FX 5800 поддерживает технологии OpenGL и DirectX 10, а также систему визуализации Quadro G-Sync II. Стоимость карты на сегодняшний день составляет около 3 тысяч долларов США, энергопотребление - 189 ватт [25].