nVidia GeForce GTX 680 review

SMX

De GF110 chip van de GeForce GTX 580, die weer gebaseerd was op de GF100 van de GTX 480, bestond uit een 16-tal Streaming Multiprocessors, elk bestaande uit 32 Cuda cores. Alle cores in één zo'n SM voeren op iedere moment in tijd een zelfde instructie uit op andere data. De cores binnen de GF110 waren flink opgevoerd en draaide altijd op de dubbele snelheid van de standaard klokfrequentie van de GPU. Zo was de standaard frequentie van de GTX 580 772 MHz en werkten de Cuda cores ofwel shader units dus op 1544 MHz.

Bij de nieuwe Kepler generatie heeft nVidia haar architectuur omgegooid. De streaming multiprocessors bestaan voortaan uit 192 cores, waarbij nVidia nu over SMX i.p.v. SM praat. Opnieuw is het zo dat elk van de cores binnen zo'n SMX op elk moment in tijd dezelfde instructie uitvoeren. Met blokken van 192 cores is nVidia misschien dan wel wat minder flexibel, de aansturing van de chip kan wel een stuk simpeler, wat een belangrijke reden is voor de efficiëntere werking. De cores binnen zo'n SMX werken voortaan op de standaard klokfrequentie van de GPU.

De GK104 GPU heeft 8 van deze SMX-units. Dat betekent dat het totaal aantal cores neerkomt op 8 x 192 = 1536. Als we meerekenen dat de cores niet langer op dubbele klokfrequentie werken, heeft de GK104 op gelijke klokfrequentie in theorie dus 50% meer rekenkracht dan de GF110. Het feit dat je met 8 x 192 cores echter wat minder flexibel bent met instructies verdelen dan met 16 x 32 cores, aangevuld met het stapje terug qua geheugenbandbreedte, maakt dat het gemiddelde prestatieverschil tussen de GTX 680 en de GTX 580 in de praktijk wel wat lager is.

De GK104 chip heeft 8 SMX-units met elk 192 Cuda cores. In totaal 1536 stuks dus!

Naast de 192 Cuda cores bevat elke SMX-unit ook nog eens onder meer een tesselation unit en 16 texture units. In elke SMX is 64 kB cache-geheugen aanwezig, waarmee de verschillende cores data kunnen uitwisselen. In het midden van de chip vinden we juist weer een groot stuk L2-cache, wat als toegangspoort tot het geheugen fungeert. De geheugencontroller aan de randen van de GPU (4 x 64-bit) is uiteraard geschikt voor GDDR5 chips.

Een enkele SMX-unit