قسمت دوم: نوستالژی مرور کارت گرافیک های انویدیا از ابتدا تا کنون

با شما سفری داشتیم به اعماق کارت گرافیک های “انویدیا” از ابتدای تاسیس تا کنون.در قسمت اول از کارت گرافیک NV1 تا سری GeForce 8000 را مرور کردیم.اینک به ادامه این سفر جذاب توجه فرمائید.

انویدیا راه کار استفاده از معماری “تسلا” را به خوبی پیش گرفته بود و سری بعدی محصولات خود تحت عنوان GeForce 9000 را معرفی کرد.تراشه G92 گل سر سبد GeForce 9000 بود.جالب است بدانید که این تراشه در معماری 65 نانومتری به مرحله تولید شد. GeForce 9000 نیز کاهش مصرف جریان را به همراه داشت و سرعت کلاک آنها بین 600 الی 675 مگاهرتز بود. GeForce 9800 GX2 از برترین های این سری بود و به نسبت 8800 ها بهره وری بالایی را ارائه می داد.به عنوان مثال در هنگام خاموشی AA بین 29 الی 41 درصد از 8800 عملکرد بهتری را ارائه می داد.علاوه بر آن در زمان روشن بودن وضعیت AA این مقدار به 13% می رسید.در کنار این افزایش پرفورمنس، GeForce 9800 GX2مقدار قابل توجهی گران تر از 8800 بود.

GTX9800+ دومین سری GeForce 9000 بود که انویدیا به بازار معرفی کرد.این کارت گرافیک از تراشه G92B بهره گرفت و این تراشه نیز در فرآیند 55 نانومتری تولید گشت.انویدیا کلاک هسته را تا 738 مگاهرتز افزایش داده بود و 1 گیگابایت حافظه اختصاصی برای آن در نظر گرفته شده بود.این کارت گرافیک بهره وری انویدیا به طور کلی افزاش داد.

پس از آن انویدیا سری GeForce 100 را معرفی کرد. GeForce 100به منظور استفاده در سیستم های OEM طراحی شده بود پس شاید برخی از کاربران چندان به آنها اهمیت نداده باشند.تفاوت اصلی آنها به سری 9000 بیشتر در کلاک نهفته بود.

در سال 2008 انویدیا سری GT200 را معرفی کرد.معماری بهبود یافته تسلا در این سری نیز اعمال شده بود.زمانبندی پردازشی،افزایش رابط حافظه و تغییرات بنیادین در معماری هسته از جمله برتری های آن به زبان ساده بود.GT200 از 10 واحد TPC،تعداد 24 واحد EU،تعداد 32 واحد ROP و 8 واحد TMU بهره می برد.یک رابط 512 بیتی تراشه را به حافظه های GDDR3 متصل می کرد. چیپ GT200 در کارت گرافیک Nvidia GeForce GTX 280 استفاده شد و نتایج آن چشمگیر بود. کارت گرافیک GeForce GTX 295 با دو هسته ی GT200 در سال 2009 معرفی شد. GeForce GTX 295جزو برترین های زمان خود بود که از فروش مناسبی برخوردار شد.

پس از آن انویدیا سری GeForce 300 را معرفی و روانه بازار کرد.انویدیا عادت به حرکت نامتعارف داشت که خوشبختانه اینک از بین رفته است. GeForce 300 بیشتر در حالت OEM فروخته شد و برخی معتقد هستند که انویدیا GeForce 300 را به منظور خارج کردن کارت گرافیک سری 200 از بازار معرفی کرده بود.تمامی کارت گرافیک های GeForce 300 از معماری تسلا 2.0 و فرآیند تولید 40 نانومتری بهره می بردند.

انویدیا در سال 2010 کارت گرافیک های GeForce 400 را معرفی کرد.مجددا شاهد یک تحول اساسی پس از یک سال در کارت گرافیک های انویدیا بودیم.برترین سیلیکون از GeForce 400 مدل GF100 بود و معماری Fermi در آنها غوغا کرد.این سیلیکون دارای چهار واحد GPC بود.هر واحد GPC دارای 32 هسته CUDA،تعداد واحد پردازش بافت،3 واحد ROP و یک موتور PolyMorph Engine بود.در یک جمع بندی کلی این سیلیکون دارای 512 هسته CUDA،تعداد 64 واحد TMU و 48 واحد ROP در کنار 16 موتور PolyMorph Engine بود. GeForce GTX 480 جزو معروف ترین کارت گرافیک های GeForce 400 بود اما این کارت گرافیک به دلیل توان حرارتی بالا انتقاداتی را به همراه داشت.به واقع تهویه آن کار آسانی نبوده و برای اولین بار کمپانی ها مجبور به استفاده از کولرهای بزرگ و پر سر و صدا بودند.

پس از آن انویدیا سیلیکون های دیگر به منظور کاهش قیمت این سری را معرفی کرد.این سیلیکون ها با عناوین GF104 و GF106 تولید شدند.GF104 دارای 8 واحد SM بود و GF106 از نیم این مقدار بهره می برد.بلوک های ROP و هسته های CUDA نیز در این سیلیکون ها کاهش داده شده بود.کارت گرافیک Nvidia GeForce GTX 460 جزو محصولات میان قیمت این سری بود. هنگامی که کارت گرافیک Nvidia GF108 ایجاد شد همچنان شاهد تغییر در منابع بودیم.به عنوان مثال این محصول تنها دو واحد SM که شامل 48 هسته CUDA در بسته،4 واحد پردازش بافت و هر شاخه دو واحد ROP بود.

پس از آن انویدیا سری محبوب دیگری با نام GeForce 500 را معرفی کرد.این کمپانی همچنان علاقمند به استفاده از معماری فرمی بود.مشکلات ترانزیستوری که در سری 400 مشاهده شده بود،در GeForce 500 برطرف شد.سیلیکون سر سبد در GeForce 500 ها با نام GF110 شناخته می شد و در کارت گرافیک GTX580 استفاده شد.انویدیا از یک فناوری جدید استفاده کرده بود که سرعت پاسخ ترانزیستورها را افزایش می داد و در حین حال در مصرف جریان نیز صرفه جویی می کرد.بهبود پردازش ها در حالت FP16 و Z-cull نیز از دیگر ویژگی های این سری بود.

کارت گرافیک GTX580 محصولی موفق بود و انویدیا برای تکرار موفقیت های خود که در زیر دندانش مزه کرده بود،معماری “کپلر” (Kepler) را در قابل سری GeForce 600 معرفی کرد.یکی از برترین های این سری را می توان کارت گرافیک GTX680 دانست.سیلیکون مورد استفاده در این کارت گرافیک و پرچمدار آنها با نام GK104 شناخته می شد.این شیوه نام گذاری که از سری 500 به بعد رواج یافت،هم اکنون نیز مورد استفاده است. GeForce 600در فرآیند 28 نانومتری تولید شد و کارایی آن به نسبت نسل قبل به طور چشمگیری افزایش یافته بود.این افزایش پرفورمنس به دلیل دو برابر شدن بلوک های مورد استفاده در معماری های انویدیا بود.

پس از معرفی اولین سری از کارت گرافیک های کپلر،انویدیا قصد داشت تا یک محصول به منظور استفاده در سیستم های غیر خانگی را پیگیری نماید.شتاب دهنده های گرافیکی که در ابر کامپیوترها استفاده می شدند.معماری بهبود یافته کپلر این بار با نام Big Kepler مطرح شد.برای این منظور سیلیکون GK110 تولید و معرفی شد.این GPU دارای 2880 هسته CUDA و 240 واحد پردازش بافت بود.برای اولین بار انویدیا از معماری این GPU در کارت گرافیک هایی موسوم به TITAN استفاده کرد.نسخه مورد استفاده در تایتان با OFF Bloc مواجه شده بود و تعداد هسته های CUDA در آن به 2688 عدد تقلیل یافت.224 واحد TMU و 6 گیگابایت حافظه اختصاصی از جمله دیگر ویژگی های آن بودند.با این حال تایتان با قیمت منتظره 1000 دلار روانه بازار شد و تعداد تولید شده از آن چندان زیاد نبود.پس از آن انویدیا به سرعت GTX780 به همراه 3 گیگابایت حافظه اختصاصی و GTX780 TI را روانه بازار کرد.

دیگر وقت یک جایگزین برای کپلرهای کم تعداد فرا رسیده بود.در نتیجه انویدیا به معرفی معماری مشهور خود با نام “مکسول” (Maxwell) پرداخت.این معماری در اوایل سال 2014 ساخته و پرداخته و پس از آن به سرعت معرفی شد.مکسول ها با گل سر سبد GTX980 و سیلیکون GM204 در ابتدای کار شناخته شدند.این سیلیکون به یک رابط حافظه 256 بیتی مجهز بود اما انویدیا از یک الگوریتم فشرده سازی در این محصولات استفاده کرده و بازدهی مسیر (Bus) حافظه را به خوبی بهینه ساخت.حافظه نهان L2 در این کارت گرافیک به 2 مگابایت رسید.سیلیکون GM204 در کل دارای 2048 هسته CUDA،تعداد 128 واحد پردازش بافت،64 واحد ROP و 16 موتور PolyMorph engine بود.با وجود کاهش منابع به نسبت GTX780TI،پرفورمنس GTX980 از GTX780TI فاصله داشت.GTX980 دارای مصرف انرژی بسیار کمتر (33% کمتر) به نسبت GTX780TI ظاهر شد.پس از آن انویدیا سیلیکون GM200 را معرفی کرد که منجر به تولید GTX980TI شد.

و در نهایت،در اوایل سال 2016 انویدیا به معرفی رسمی معماری “پاسکال” پرداخت.Pascal ها در لیتوگرافی 16 نانومتری تولید شده و تفاوت چشمگیری با نسل قبل خود را به نمایش گذاشتند.انویدیا سیلیکون هایی مانند GP100،GP102،GP104 و GP106 را در این خانواده معرفی کرد.تنوع سیلیکونی در پاسکال های بسیار زیاد است.پرچمدار این خانواده با نام TITAN X 2016 شناخته می شود.از جمله دیگر کارت گرافیک های معرفی شده در این حوزه می توان به GTX1080،GTX1070،GTX1060 و محصولات آینده:GTX1050 و GTX1080TI اشاره کرد.کارت گرافیک های پاسکال هم اینک قدرتمند ترین پردازنده های گرافیکی در جهان هستند.انویدیا برای نخستین بار از حافظه های HBM و GDDR5X در پاسکال ها بهره برد.البته نسخه های خانگی و دسکتاپ فاقد تا کنون فاقد HBM بوده اند.علاوه بر آن انویدیا برای اولین بار از سیلیکون های کلاس دسکتاپ در نوت بوک های گیمینگ نیز استفاده کرد.مصرف انرژی کارت گرافیک های پاسکال با کاهش چشمگیری مواجه شده است و در این کمپانی در حال تدارک عرضه نسل آینده خود تحت عنوان “ولتا” در سال 2017 است.

امیدواریم از این سفر زیبا در قلب کارت گرافیک های انویدیا از ابتدا تا کنون لذت برده باشید.

قسمت اول