来自 科技 2022-05-06 09:00 的文章

斯巴鲁森林人如何 从GTX到RTX NVIDIA GPU架构的变迁史

本文来自超能网 

GPU发展史上,2006年是一个不能错过的节点——这一年AMD以54亿美元的代价收购了ATI公司,从此手握CPU及GPU两张好牌,AMD此后一直以此为荣,强调他们是业界唯一能够同时提供高性能CPU及高性能GPU的公司,CPU拳打NVIDIA,GPU脚踢英特尔。当年另外一件事就是微软在DX10 API上推出了统一渲染架构,NVIDIA 2006年发布的G80架构GeForce 8800 GTX显卡率先支持统一渲染,从此NVIDIA的CUDA也闪亮登场了。

2006年发生的这两件事本质上没什么关联,但是回想起当年及之后的GPU发展情况,总忍不住遐想一下如果当年ATI没被AMD收购,ATI、NVIDIA两家GPU公司今天的发展会如何?因为在2006年前后,ATI在独显GPU市场上的份额与NVIDIA并没有多大差距,05年之前市场份额甚至还领先一些,但2006年被收购之后由于两家公司需要整合,AMD/ATI两边的CPU、GPU产品路线图都不免受到影响,也是从那个时候AMD显卡的份额不断下滑,与NVIDIA的差距不断拉大,从曾经的55开变成了46开、37开,直到今年初双方的差距已经是28开了。

Reddit上有帖子讨论了2002年到2017年GPU市场的份额变化

NVIDIA做大靠的是AMD收购ATI的机遇吗?也许有天时地利的因素,但从根本上来说双方差距的拉大还是源于产品/技术的差异,NVIDIA在G80架构之后就开始占上风了,期间虽然也有GTX 480这样的翻车事故,但总体上还是一路上扬的,40nm Fermi费米架构之后Kepler、Maxwell、Pascal、Volta(这代只有Titan V这一个桌面版显卡),再到去年的Turing图灵显卡,NVIDAI在GPU市场上的地位已经稳如狗了,AMD近几代显卡掀不起大风大浪了。

NVIDIA的GPU路线图已经四五年没更新了,最新的还是15年版

NVIDIA以往会在GTC大会上提前两三年公布GPU路线图,不过2015年之后更新过Pascal显卡之后就不再推新的GPU路线图了,Turing图灵显卡发布之前就没在路线图上出现过,图灵之后的GPU架构官方也是守口如瓶,目前的说法称之为Amper安培,但最终是否如此还是未知数。

今天的超能课堂里我们就来回顾下NVIDIA GPU的发展过程,回头来看下这10年中NVIDIA GPU都经历了怎样的变化。同样地,后续还有AMD的GPU发展路程姊妹篇,敬请期待。

NVIDIA G80到GF100架构:40nm费米GPU的教训

NVIDIA的GPU发展史少说也要从G80时代CUDA架构开始讲起,不过限于篇幅原因,这里不打算再挖坟这么深了,G80及衍生版的G92核心在NVIDIA GPU中非常经典,马甲卡当初就是形容这一时期变化的,可以说花样频出,比现在的刀法精湛多了。

microway之前总结过GF100架构及之前的NVIDIA GPU架构情况

曾经有段时间业界形容AMD、NVIDA在GPU策略上的不同是“AMD擅长小核心,性能适中,但是低功耗、NVIDIA偏重大核心,性能强,但功耗高、成本更贵”,NVIDIA在GT200核心上确实是大核心策略,在GF100核心上达到了巅峰,从SP单精度、DP双精度配比上大家应该可以看出来,这时候NVIDIA已经在大幅提升GPU的计算性能了。

在40nm Fermi费米架构中,NVIDIA一下子将CUDA核心数提升到了512个,是GT200核心的两倍,而且单双精度达到了1:2,大量核心用于双精度计算。但是第一代费米核心的GTX 480显卡也因此翻车了,还记得那个著名的显卡红外温度100°C+的图片吗?说的就是GTX 480时代的事。

当年的GTX 480显卡(上)与GTX 580显卡(下)

GTX 480在功耗、发热上的翻车教训导致NVIDIA一度很难堪,直到后来推出了GTX 580显卡才有所缓解,详细情况大家可以翻看我们之前的评测:Fermi威力完美呈现,GeForce GTX 580全球同步评测

总的来说,40nm费米架构这一代,NVIDIA在GPU设计上有了一次飞跃,规格大幅提升,不仅注重游戏性能,也重视计算性能,为此塞入了更多的双精度计算单元,但也因此带来了诸多问题,GTX 480翻车事故带给NVIDIA很多教训,多多少少都影响了后来的GPU架构设计。

2012年NVIDIA Kepler架构:游戏、计算GPU分离,NVIDIA后发制人

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