Gigabyte Nvidia GTX750 Ti (GV-N75TOC-2GI)

APRESENTAÇÃO

A Gigabyte apresenta-nos a sua mais recente placa gráfica de baixo custo, baseada na nova arquitetura “Maxwell”, a Nvidia GTX750 Ti (GV-N75TOC-2GI).
Esta provavelmente será a arquitetura que vai equipar a nova série de placas gráficas deste fabricante, que tem vindo com o decorrer do tempo a melhorar bastante as suas placas gráficas em todos os aspetos, nomeadamente na performance e nos consumos.

A arquitetura anterior denominada “Kepler” pela NVIDIA, foi lançada no início de 2012, proporcionando um desempenho inovador e grande eficiência energética, os GPUs Kepler fizeram parte dos melhores PC’s de jogos e estações de trabalho. Esta arquitetura também foram implementadas na família Tegra K1 system-on-a-chip para ativar os recursos de computação visual. Líderes de mercado em smartphones , tablets e até mesmo os sistemas de informativos e de entretenimento, encontrados nos automóveis.

A primeira geração de arquitetura da NVIDIA “Maxwell” implementa uma série de melhorias arquitetónicas projetadas para aumentar ainda mais o desempenho e a eficiência de energética por watt consumido. À primeira GPU baseada no chip “Maxwell” foi-lhe dado o codename “GM107” e foi projetada para uso em ambientes de potência limitada, como notebooks e computadores Small Form Factor (SFF). Estes sistemas SFF são frequentemente usados em jogos e em entretenimento em casa.

A primeira placa de vídeo baseada na GPU GM107 é a GTX750Ti. Devido a uma eficiência notável desta arquitetura, com resolução de 1080p a GTX750Ti, tem um desempenho muito idêntico a uma GTX480 na maioria do testes, com um TDP de apenas 60W, consome um quarto da energia da GTX480.

O novo GPU Maxwell introduz um design totalmente novo para a Transmissão Multiprocessor (SM), que melhora drasticamente o desempenho por watt e desempenho por área. Embora o projeto Kepler SMX tenha sido extremamente eficiente para a sua geração, através do seu desenvolvimento, a NVIDIA viu uma oportunidade para mais um grande salto em frente em termos de eficiência na arquitetura das suas GPU’s, o Maxwell SM é a realização desse trabalho.

Melhorias para controlar o particionamento lógico, balanceamento de carga de trabalho, granularidade, etc, programação baseada em compilador, número de instruções emitidas por ciclo de clock, e muitas outras melhorias permitem ao Maxwell SM (também chamado de “SMM”) excederem em muito a eficiência do Kepler SMX.
A nova arquitetura Maxwell SM permitiu à NVIDIA aumentar o número de SMS por cinco no GM107, em comparação com dois em GK107, com um aumento de apenas 25 % na área do GPU.

O Maxwell apresenta também um design dramaticamente superior de cache L2; 2048KB em GM107 versus 256KB no GK107. Com mais cache localizada no chip, são necessários menos pedidos para a DRAM da placa gráfica, reduzindo assim o nível de energia na placa gráfica e melhorando assim o desempenho.

Por fim, concluímos assim, que a NVIDIA conseguiu apresentar um GPU que tem o dobro do desempenho/watt do que o seu antecessor, o “Kepler”, usando o mesmo processo de fabrico de 28nm.

A ARQUITETURA GM107
A partir de uma perspectiva gráfica, a NVIDIA apresenta a sua primeira geração de GPUs Maxwell. Estes, oferecem a mesma funcionalidade API que os GPUs Kepler. Ao mais alto nível, a nova plataforma Maxwell também implementa várias unidades SM dentro de um GPC (Graphics Processing Cluster), e cada SM inclui um Motor Polimorfo e Unidades de Textura, enquanto cada GPC inclui um Raster Engine. Os ROPs continuam alinhados com faixas de cache L2 e Controladores de memória.
Internamente, todas as unidades e estruturas crossbar foram redesenhados, os fluxos de dados otimizado, a gestão de energia melhorada significativamente, e assim por diante.

O GPU GM107 contém um GPC, cinco Maxwell Streaming Multiprocessors (SMM), e dois controladores de memória de 64 bits (128 bits no total). Esta é a plena implementação do chip, e é a mesma configuração que equipa a GeForce GTX 750 Ti.

DIAGRAMA DE BLOCOS DO MAXWELL

PRINCIPAIS DIFERENÇAS KEPLER/MAXWELL

NOVA GERAÇÃO – Maxwell SM

O principal contribuinte para a melhoria da eficiência de Maxwell é a nova arquitetura Maxwell SM, ( SMM). Esta nova arquitetura SM atinge muito maior eficiência energética e proporciona 35% mais desempenho por núcleo CUDA em cargas de trabalho “shader-limited” para alcançar estes resultados foram feitas uma série de mudanças importantes. A arquitetura e algoritmos do programador SM, foram reescritos para serem mais inteligentes e evitar problemas desnecessários, reduzindo ainda mais o consumo energético por instrução necessária para o agendamento.
A organização do SM também mudou. Cada SM está agora dividida em quatro blocos de processamento separadas, cada uma com seu próprio buffer de instrução, scheduler e 32 núcleos CUDA. A abordagem Kepler de ter um número de núcleos CUDA “non-power-of-two”, com outros que são partilhados, foi eliminado. Esse particionamento simplifica o desenho e a lógica de programação, a área de economia e de energia, e reduz a latência.

Os pares de blocos de processamento partilham quatro unidades de filtragem de textura e uma cache de textura. A função de cache L1, foi combinada com a função de cache de texturas e memória partilhada e é um unidade separada (semelhante à abordagem utilizada no G80 , a primeira GPU capaz CUDA ), que é partilhado pelos quatro blocos.

Em geral , com esta nova concepção , cada ” SM ” é significativamente menor quando proporciona cerca de 90 % do desempenho de um Kepler SM, e a área mais pequena permite implementar muitos mais SMS por GPU. Comparando o GK107 vs GM107 no total SM de métricas relacionadas, GM107 tem cinco contra dois SMs, 25% a mais performance nas texturas, 1,7 vezes mais núcleos CUDA, e cerca de 2,3 vezes mais desempenho nos shaders .

MEMÓRIA DO SISTEMA

Para o GM107, alcançar um desempenho significativamente superior com a mesma largura de memória que o GK107, foi também importante investir em melhorias no sistema de memória. A largura de banda de memória do sistema interno foi aumentado, juntamente com melhorias na eficiência do projeto. Além disso, a configuração de grande cache L2 2MB (maior do que qualquer desenho GPU anterior) é altamente eficaz na redução da exigência de largura de banda de memória DRAM e assegurar que a largura de banda não é um ponto de estrangulamento.
NOVAS CAPACIDADES DE VÍDEO

Uma das principais inovações do Kepler, foi o seu codificador de vídeo H.264 baseados em hardware, NVENC. Ao integrar os circuitos de hardware dedicado para vídeo de codificação/decodificação (ao invés de usar CUDA Cores do GeForce GPU) NVENC proporcionou um aumento de desempenho dramático para codificação H.264, diminuindo o consumo de energia.
Aproveitando o codificador NVENC do Kepler a Nvidia introduziu o Shadowplay, tal como nas séries GeForce GTX 600 e GTX 700 para gamers no ano passado, o que lhes permite gravar os seus momentos favoritos de jogos para qualquer um ver.

Desde o lançamento do Shadowplay, mais de 3 milhões de vídeos foram capturados, e publicados pelos jogadores no YouTube.
Para melhorar o desempenho de vídeo, o Maxwell apresenta um bloco NVENC melhorado que permite codificar mais rápido (6 e 8 vezes em tempo real para H.264 vs 4x em tempo real para Kepler) e 8 -10x mais rápido a descodificar. Graças à nova cache local, permite uma maior eficiência de memória por fluxo para descodificação de vídeo, resultando menos dispêndio de energia na descodificação de vídeo .
O Maxwell apresenta também um novo estado de energia GC5, que foi adaptado para reduzir o consumo de energia do GPU especificamente para casos de cargas leves, como por exemplo a navegação na Internet e a reprodução de vídeo.

Especificações

ÍNDICE

1. Apresentação

2. A placa

3. BenchMarks

4. Unigine

5. FutureMark

6. Notas Adicionais e Conclusão