پرواز با بال‌های گرافیکی مکسول

معماری جدید انویدیا مکسول، با رونمایی از دو کارت گرافیک GTX 750 و GTX 750 Ti شروع شد. معماری کپلر یک معماری موفق در کارت‌های گرافیک بود که با پرده‌برداری از GTX 680 مبتنی بر معماری سیلیکونی GK110 آغاز شد. کارت‌های گرافیک قدرتمندی مثل تایتان هم از این معماری بهره می‌برند، حتی در ابر رایانه تایتان در آزمایشگاه ملی Oak Ridge در تنسی هم از کارت گرافیک تایتان استفاده شده است.

معماری جانشین کپلر هم باید یک معماری کارآمد و در عین حال کم‌مصرف باشد که مکسول دقیقا همین‌طور است. روال کار انویدیا پس از تگرا کی‌.وان در طراحی تراشه‌های کم‌مصرف مخصوص وسایل همراه و کارت‌های گرافیک قدرتمند و پرمصرف رایانه‌های دسکتاپ به این صورت بود که ابتدا از مدل‌های کم‌مصرف وسایل همراه شروع کرد سپس آن را ارتقا داد تا یک کارت گرافیک رده اول با قدرت پردازشی بالا و مصرف بهینه سازی شده متولد شود.

مکسول GM204

تراشه گرافیکی جی.ام 204 براساس معماری نسل دوم مکسول طراحی شده است. تراشه‌های سری GM2xx با فناوری ساخت 28 نانومتری مشابه با نسل قبلی عرضه خواهند شد. تراشه جی.ام 204 موجود در GeForce GTX 980 دارای 16 واحد پردازشی مکسول (SMM) با مجموع 2048 هسته کودا (CUDA)، تعداد 64 واحد تحویل دهنده خروجی در بخش شتاب دهنده سه بعدی (ROP) و 128 واحد بافت نگاری (TMU) است. تعداد واحدهای ROP نسبت به تراشه GK110 با معماری کپلر افزایش داشته است و همچنین به لطف فرکانس کاری بیشتر با وجود تعداد واحد مشابه TMU عملکرد بافت نگاری بسیار بهتری دارد. تراشه جی.ام 204 در مجموع 2/5 میلیارد ترانزیستور دارد.

میزان کش سطح L2 نیز دقیقا مشابه با جی.ام 107 تا میزان دو مگابایت است. علاوه بر این موارد تراشه مورد نظر با فناوری‌های پیشرفته ای نظیر دقت تصویر فرا پویا (Dynamic Super Resolution) برای ارتقای سطح کیفی تصاویر در وضوح 4K، نسل سوم Delta Color Compression برای بهینه سازی بخش حافظه از طریق رابط 256 بیتی و Multi - Pixel Programmable Sampling به منظور کاهش عناصر غیر طبیعی تصویری همراه خواهد بود. جی.ام 204 به چهار رسته پردازش گرافیکی تقسیم شده است و در هر رسته چهار واحد SMM قرار خواهد گرفت.

مکسول و قابلیت‌های جدید

مکسول تکامل‌یافته کپلر است. خلاصه بگوییم، از نظر کارایی در بازی‌ها و نرم‌افزارهای گرافیکی تغییر خاصی در آن دیده نمی‌شود. مکسول با DirectX 3D 11
سازگار است و از بیشتر قابلیت‌های نسخه‌ فرعی 1/11و 2/11 هم مورد پشتیبانی می‌کند. کارت گرافیک مکسول رونمایی شده همان قابلیت‌های سری 700 را دارند. حتی از نظر امکانات نرم‌افزاری اکوسیستم انویدیا مثل GameWorks، NVENC و G - Sync هم مثل سری کپلر هستند. واسط حافظه در دو مدل جدید 128 بیتی است. چهار کنترلر نمایشگر در نظر گرفته شده، درست مثل کپلر. حداقل دو پورت (درگاه اتصال تصویری) با لینک دوبل DVI و یک پورت مینی HDMI دارند. درگاه دیسپلی پورت یا اتصال صفحه نمایش انتخابی است. به این نکته توجه داشته باشید که برای استفاده از فناوری جی - سینک که به صفحه نمایش و تطبیق بهتر فرکانس کاری آن و کارت گرافیک کمک می‌کند، داشتن دیسپلی پورت الزامی است. HDMI 1.4 هم پورت اصلی است.

مکسول و فشرده‌سازی سخت‌افزاری ویدئو

در سال‌های اخیر کدک‌های نرم افزاری صوتی و تصویری پیشرفت کرده و حجم فایل‌های چند رسانه‌ای کاهش یافته است. اما در عوض برای باز کردن یک فایل ویدئویی با رزولوشن بالا، درصد زیادی از پردازش سیستم به خدمت گرفته می‌شود، مگر این‌که رمزگشایی و به عبارت دیگر از حالت فشرده خارج کردن آن به صورت سخت‌افزاری انجام شود. بر همین اساس تراشه‌ها به پردازنده‌های اختصاصی برای انکد و دیکد و انواع کدک‌ها مجهز شده‌اند.

مقایسه کارت‌های گرافیک جدید انویدیا

1 - NVIDIA GeForce GTX 980

GTX 980 به عنوان پرچمدار و سریع‌ترین کارت گرافیک نسل دوم مکسول، با وجود مصرف پایین خود، عملکرد بسیار خارق العاده‌ای را از خود به ثبت رسانده است. پیشرفت‌های به عمل آمده فقط شامل عملکرد خوب در هر وات مصرفی نمی‌شوند، بلکه ویژگی و تکنیک‌های گرافیکی بسیار جدیدی نیز معرفی شده‌اند. GTX 980 دارای 16 واحد پردازشی مکسول با مجموع 2048 هسته کودا، تعداد 64 واحد تحویل دهنده خروجی در بخش شتاب دهنده سه بعدی، تعداد 128 واحد بافت نگاری، میزان چهار گیگابایت حافظه سریع GDDR5 با رابط 256 بیتی به همراه فرکانس مؤثر هفت گیگاهرتز، پهنای باندی تا میزان 224 گیگابایت در ثانیه مشابه با GTX 770، فرکانس پایه 1126 مگاهرتز و فرکانس 1216 مگاهرتزدر حالت تقویت یا Boost و طراحی حرارتی قدرت برابر با 165 وات است.

قسمت رگلاتور ولتاژ نیز از طراحی پنج فازی ویژه تراشه‌های گرافیکی برخلاف ساختار شش فازی GTX 780Ti بهره می‌برد. توان مصرفی نیز فقط از طریق دو اتصال دهنده شش پین PCI - E تامین می‌شود. البته فضایی برای نصب یک اتصال دهنده هشت پین دیگر نیز تعبیه شده است اما با توجه به مصرف کم و کاملا بهینه تراشه جی.ام 204 دو اتصال دهنده موجود از پس تمام توان مصرفی GTX 980 برمی‌آیند و این گزینه بیشتر برای کارت‌های گرافیک غیررسمی و اورکلاک شده شرکت‌های سازنده اصلی است.

جی.تی.ایکس 980 مشابه با GTX TITAN Black از خنک کننده ارتقا یافته NVTTM بهره می‌برد، اساس کار این خنک کننده به صورت ایجاد هوایی دمنده از طریق فن موجود در انتهای برد مدار چاپی یا PCB و انتقال فشار هوای ایجاد شده از مسیر اتاقک بخار به صورت هیت سینکی به ابتدای کارت گرافیک است. خنک کننده مورد نظر براحتی گرمای تولیدی حاصل از 275 وات توان مصرفی هر کارت گرافیک را کنترل می کند، با توجه به حداکثر مصرف 170 وات کارت گرافیک جی.تی.ایکس 980 و عملکرد مناسب خنک کننده، قابلیت زیادی برای اورکلاک دارد، از تغییرات مهم در نسخه جدید خنک کننده ذکرشده می‌توان به کامل ایزوله‌ کردن پوشش اسکلت داخلی و استفاده از صفحه محافظ پشتی مشابه با GTX TITAN Z اشاره کرد. در بخش خروجی‌های تصویر پورت های DVI 2.0 ، HDMI و سه عدد دیسپلی پورت 2/1 وجود دارد، قیمت کارت گرافیک مرجع جی.تی.ایکس 980 حدود یک میلیون و 700 هزار تومان و مدل‌های غیر رسمی نیز حدود یک میلیون و 800 هزار تومان است.

NVIDIA GeForce GTX 970 -2

GTX 980 با وجود قدرت بسیار خود در پردازش‌های گرافیکی به دلیل قرارگرفتن در رأس کارت های گرافیک سری GTX 900 و قیمت نهایی زیاد چندان مورد پسند بازیخورها (گیمرها) نیست. اما برادر کوچک‌تر آن به نام GTX 970 در کنار عملکرد بسیار نزدیک، قیمت بسیار مناسب 330 دلار دارد. جی.تی.ایکس 970 دارای 13 واحد پردازشی مکسول با مجموع 1664 هسته کودا، تعداد 64 واحد تحویل دهنده خروجی در بخش شتاب دهنده سه بعدی، تعداد 104 واحد بافت نگاری، میزان چهار گیگابایت حافظه پرسرعت GDDR5 با رابط 256 بیتی با فرکانس مؤثر هفت گیگاهرتزی، پهنای باندی تا میزان 224 بر ثانیه مشابه با GTX 770، فرکانس پایه 1051مگاهرتز و فرکانس 1178 مگاهرتز در حالت تقویت و TDP حداکثر برابر با 150 وات است.

جمع‌بندی

معماری مکسول با معماری‌های قبلی انویدیا دو تفاوت مهم دارد:

1 - طراحی این معماری بر اساس تراشه‌های کم‌مصرف ویژه وسایل همراه یا موبایل است.

2 - در مکسول تمرکز بر کاهش توان مصرفی و به عبارتی افزایش کارایی به ازای هر وات توان مصرفی است.

بنابراین نتیجه‌ نهایی بهینه‌تر بودن مکسول از نظر توان مصرفی است. اما در کارایی آن به این نتیجه می‌رسیم که در بازی‌ها و نرم‌افزارهای گرافیکی و دیگر نرم‌افزارهایی که برای مثال برای تحلیل حرکت سیال، تبدیل ویدئو و ... از کارت گرافیک استفاده می‌کنند، سری R200 ای.‌ام.‌دی هنوز هم پیشتاز رقابت باقی‌مانده است. در مجموع از نظر قیمت، ای.‌ام.‌دی گزینه‌ اول است و از نظر توان مصرفی کمتر، انویدیا با طراحی معماری بهینه‌ سازی شده بهتر است. برای ارتقای سیستم‌هایی باس منبع تغذیه (پاور) ضعیف، هم مکسول گزینه‌ بسیار خوبی است زیرا به کابل شش پین و هشت پین نیازی ندارد و کم‌مصرف است.

منبع: ضمیمه کلیک
جواد ودودزاده