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 Nvidia GeForce GTX 480 の視点 | |
| 発売日 | 2010年4月12日 |
|---|---|
| コードネーム | GF10x |
| 建築 | フェルミ |
| モデル | GeForceシリーズ
|
| トランジスタ | 260M 40 nm (GT218 - GeForce 405 のみ)
|
| カード | |
| エントリーレベル | GT420 GT430 |
| ミッドレンジ | GT 440 GTS 450 GTX 460 GTX 465 |
| ハイエンド | GTX470 GTX480 |
| APIサポート | |
| ダイレクトX | Direct3D 12.0 (機能レベル11_0) [1] Direct3D 11.1 (機能レベル 10_1、GeForce 405 のみ) シェーダーモデル 5.1 シェーダーモデル 4.1 (GeForce 405 のみ) |
| オープンCL | オープンCL1.1 |
| オープンGL | オープンGL4.6 |
| 歴史 | |
| 前任者 | GeForce 200 シリーズ |
| 後継 | GeForce 500 シリーズ |
| サポート状況 | |
| サポートされていません | |
GeForce 400シリーズは、 Nvidiaが開発したグラフィック処理ユニットのシリーズで、 Fermiマイクロアーキテクチャの導入として機能します。当初のリリースは2009年11月に予定されていましたが、[2]延期の後、2010年3月26日にリリースされ、2010年4月に利用可能になりました。
直接の競合製品はATIのRadeon HD 5000 シリーズでした。
建築
Nvidia はFermi マイクロアーキテクチャを、G80以来使用されているTesla マイクロアーキテクチャに続く GPU ラインの次の大きなステップと説明しました。最初の Fermi アーキテクチャ製品である GF100 は大規模で、32 個ずつ 16 のグループに分かれた 512 個のストリーム プロセッサと 30 億個のトランジスタを備え、TSMCによって 40 nm プロセスで製造されています。これは、 OpenGL 4.0とDirect3D 11 をサポートする Nvidia 初のチップです。完全に有効化された GF100 GPU を搭載した製品は販売されませんでした。GTX 480 では、1 つのストリーミング マルチプロセッサが無効になっていました。GTX 470 では、2 つのストリーミング マルチプロセッサと 1 つのメモリ コントローラが無効になっていました。GTX 465 では、5 つのストリーミング マルチプロセッサと 2 つのメモリ コントローラが無効になっていました。コンシューマー向け GeForce カードには、有効化された GDDR5 メモリ コントローラのそれぞれに 256 MB が接続され、合計 1.5、1.25、または 1.0 GB でした。 Tesla C2050 は 6 つのコントローラそれぞれに 512MB を搭載し、Tesla C2070 はコントローラごとに 1024MB を搭載していました。両方の Tesla カードには、ストリーム プロセッサのアクティブなグループが 14 個ありました。
高性能Teslaブランドのチップは、オプションのECC付きメモリと、コアごとに 1 サイクルあたり 1 回の倍精度浮動小数点演算を実行する機能を備えています。一方、消費者向け GeForce カードは、4 サイクルあたり 1 回の DP 演算にドライバーによって人為的に制限されています。これらの機能とVisual StudioおよびC++のサポートを組み合わせることで、Nvidia はプロフェッショナル市場や商業市場、および高性能コンピューティングでの使用をターゲットにしました。
フェルミはイタリアの物理学者エンリコ・フェルミにちなんで名付けられました。
現在の制限とトレードオフ
実際、ALU あたりのオンボード SRAM の量は、L2 キャッシュが240 ALUあたり 256kB から512 ALU あたり 768kB に増加したにもかかわらず、以前の G200 世代と比較して比例して減少しています。これは、Fermi では 32 ALU あたり 32768 個のレジスタ (8 ALU あたり 16384 個)、32 ALU あたり 48kB の共有メモリ (8 ALU あたり 16kB)、32 ALU あたり 16kB のキャッシュ (8 ALU あたり 8kB の定数キャッシュ + 24 ALU あたり 24kB のテクスチャ キャッシュ) しかないためです。レジスタの数などのパラメータは、リファレンス マニュアルの CUDA コンピューティング機能比較表に記載されています。[3]
歴史
2009年9月30日、Nvidiaはアーキテクチャを説明するホワイトペーパーを発表しました: [4]このチップは、16個の「ストリーミング マルチプロセッサ」と、それぞれが1サイクルあたり1つの単精度演算または1サイクルおきに1つの倍精度演算が可能な32個の「CUDAコア」、ホストのメモリをチップのアドレス空間にマップできる40ビットの仮想アドレス空間(つまり、ポインタが1種類だけになり、C++のサポートが大幅に容易になる)、および384ビット幅のGDDR5メモリインターフェイスを備えています。G80やGT200と同様に、スレッドは「ワープ」でスケジュールされます。ワープは、それぞれが単一のシェーダ コアで実行される32個のスレッドのセットです。 GT200 では各シェーダ クラスタに関連付けられた 16 KB の「共有メモリ」があり、キャッシュが必要な場合はテクスチャリング ユニットを介してデータを読み取る必要がありましたが、GF100 では各クラスタに関連付けられた 64 KB のメモリがあり、48 KB のキャッシュと 16 KB の共有メモリとして使用することも、16 KB のキャッシュと 48 KB の共有メモリに加えて、16 個のクラスタすべてで共有される 768 KB の L2 キャッシュとして使用することもできます。
ホワイト ペーパーでは、このチップを、グラフィック プロセッサとしてよりも、数万のスレッドを含むワークロード向けの汎用プロセッサ ( Tera MTAアーキテクチャを彷彿とさせるが、そのマシンの非常に効率的なランダム メモリ アクセスはサポートされていない) として説明しています。
多くのユーザーから、GeForce 400シリーズのFermi GPUは、競合のAMDの Radeon HD 5000シリーズに比べてパフォーマンスが向上していないにもかかわらず、高温と電力消費が高いという報告があり、AMDはこの問題を揶揄するプロモーションビデオ「The Misunderstanding」[5]を制作・公開した。ビデオでは、警察部隊が、栽培作業が行われていることを示す大きな熱プロファイルを持つ家に急襲を開始する様子が映っている。しかし、家に入ると、高温の原因がFermi GPUであることが明らかである。[6] [7] Fermi GPUをフルロードすると卵を焼くことができるというジョークがよく使われるようになった。[8]
製品
- 1 SP - シェーダプロセッサ - 統合シェーダ:テクスチャマッピングユニット:レンダリング出力ユニット
- 2 GF100 アーキテクチャの GPU の各ストリーミング マルチプロセッサ (SM) には、32 個の SP と 4 個の SFU が含まれています。GF104/106/108 アーキテクチャの GPU の各ストリーミング マルチプロセッサ (SM) には、48 個の SP と 8 個の SFU が含まれています。各 SP は、1 サイクルあたり 2 回の単精度積和演算 ( FMA ) を実行できます。各 SFU は、1 サイクルあたり 4 回の SF 演算を実行できます。1 回の FMA 演算は、2 回の浮動小数点演算に相当します。したがって、シェーダ数 [ n ] およびシェーダ周波数 [ f 、GHz]による理論上の単精度ピーク性能は、次のように推定できます。FLOPS sp ≈ f × n × 2 (FMA)。総処理能力: GF100 FLOPS sp ≈ f × m ×(32 SP × 2(FMA) + 4 × 4 SFU)、GF104/106/108 FLOPS sp ≈ f × m × (48 SP × 2(FMA) + 4 × 8 SFU)、またはGF100 FLOPS sp ≈ f × n × 2.5、GF104/106/108 FLOPS sp ≈ f × n × 8 / 3。[9]
SP - シェーダ プロセッサ (統合シェーダ、CUDAコア)、SFU - 特殊機能ユニット、SM - ストリーミング マルチプロセッサ。
- 3 GF100 の各 SM には、テクスチャ アドレス ユニットごとに 4 つのテクスチャ フィルタリング ユニットが含まれています。GF100 ダイ全体は、64 個のテクスチャ アドレス ユニットと 256 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成されています[10]。GF104/106/108 アーキテクチャの各 SM には、テクスチャ アドレス ユニットごとに 8 つのテクスチャ フィルタリング ユニットが含まれています。GF104 ダイ全体は、64 個のテクスチャ アドレス ユニットと 512 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成され、GF106 ダイ全体は、32 個のテクスチャ アドレス ユニットと 256 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成され、GF108 ダイ全体は、16 個のテクスチャ アドレス ユニットと 128 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成されています[11] 。
すべての製品は 40 nm 製造プロセスで製造されています。すべての製品は、機能レベル 11_0、OpenGL 4.6、OpenCL 1.1 で Direct3D 12.0 をサポートしています。唯一の例外は、OEM 専用カードの GeForce 405 です。これは、機能レベル 10_1、OpenGL 3.3 のみをサポートし、OpenCL はサポートしない GT218 ( Tesla ) コアをベースとしており、GeForce 400 シリーズで Fermi マイクロアーキテクチャをベースとしていない唯一のカードです。パラメータでは、GeForce 405 は、同じく OEM 専用カードのGeForce 310と同一で、 GeForce 210 をベースとしています。特に記載がない限り、すべての製品には、フル ハイトおよびフル レングスのカードに 1 つの DB15 VGA コネクタがあります。
2010 年 11 月 8 日、Nvidia はGTX 580 (480 の後継)とともに GF110 チップをリリースしました。これは再設計された GF100 チップで、消費電力が大幅に削減されています。これにより、Nvidia は 16 個の SM (16 個のコアすべて) を有効にすることができましたが、これは以前は GF100 「Nvidia GeForce GTX 580」では不可能でした。GF100 アーキテクチャのさまざまな機能は、より高価な Quadro および Tesla シリーズのカードでのみ利用可能でした。[12] GeForce コンシューマー製品の場合、倍精度のパフォーマンスは「完全な」 Fermi アーキテクチャの 4 分の 1 です。エラー チェックおよび修正メモリ (ECC) もコンシューマー カードでは動作しません。[13] GF100 カードは Compute Capability 2.0 を提供し、GF104/106/108 カードは Compute Capability 2.1 を提供します。
サポート終了
Nvidiaは、リリース390ドライバ以降、32ビットオペレーティングシステム用の32ビットドライバをリリースしないことを発表しました。[14]
Nvidiaは2018年4月に、Fermiがレガシードライバーサポートステータスに移行し、2019年1月まで維持されることを発表しました。[15]
チップセット表
- ^ ab 統合シェーダ:テクスチャマッピング単位:レンダリング出力単位
- ^ ab GF100 の各 SM には、テクスチャ アドレス ユニットごとに 4 つのテクスチャ フィルタリング ユニットが含まれています。GF100 ダイ全体は、64 個のテクスチャ アドレス ユニットと 256 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成されています。 [10] GF104/106/108 アーキテクチャの各 SM には、テクスチャ アドレス ユニットごとに 8 つのテクスチャ フィルタリング ユニットが含まれていますが、アドレス指定ユニットとフィルタリング ユニットの両方が 2 倍になっています。GF104 ダイ全体も、SM 数が半分になっているにもかかわらず、64 個のテクスチャ アドレス ユニットと 512 個のテクスチャ フィルタリング ユニットが含まれています。GF106 ダイ全体は、32 個のテクスチャ アドレス ユニットと 256 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成され、GF108 ダイ全体は、16 個のテクスチャ アドレス ユニットと 128 個のテクスチャ フィルタリング ユニットで構成されています。[16]
- ^ ab 処理能力を計算するには、Fermi (マイクロアーキテクチャ)#パフォーマンスを参照してください。
- ^ abcde GTX 460のTDPはAMDのHD5000シリーズと同等ですが、GF100ベースのカード（GTX 480/470/465）は定格がはるかに低いにもかかわらず、消費電力が大幅に多くなります。たとえば、250W TDPのGTX 480は、297W TDPのHD 5970よりも多くの電力を消費します。[17]
- ^ ab 400 シリーズは、GeForce 9 から 700 シリーズまで、公式のデュアル GPU システムを搭載していない唯一の非 OEM ファミリーです。しかし、2011 年 3 月 18 日に、EVGA はデュアル 460 を搭載した最初のシングル PCB カードをリリースしました。このカードには、3600 MHz で 2048 MB のメモリと 1400 MHz で 672 個のシェーダー プロセッサが搭載され、希望小売価格 429 ドルで提供されました。
- ^ GeForce 405 カードは GeForce 310 のブランド名を変更したもので、GeForce 310 自体は GeForce 210 のブランド名を変更したものです。
ギャラリー
-
パリットGeForce GTX460 -
NVIDIA GeForce GTX 480 ファウンダーズ エディション
参照
- GeForce 200 シリーズ
- GeForce 500 シリーズ
- GeForce 600 シリーズ
- GeForce 700 シリーズ
- GeForce 800M シリーズ
- GeForce 900 シリーズ
- エヌビディア クアドロ
- エヌビディア テスラ
注記
- David Kanter (2009 年 9 月 30 日)。「Inside Fermi: Nvidia の HPC 推進」。realworldtech.com。2010年12 月 16 日閲覧。
参考文献
- ^ Killian, Zak (2017 年 7 月 3 日)。「Nvidia がついに Fermi GPU 所有者に DirectX 12 を提供開始」。Tech Report。2017年7 月 4 日閲覧。
- ^ 「公式: NVIDIA は GT300 を 2009 年第 4 四半期に予定通りリリース、歩留まりは良好と発表 - Bright Side Of News*」 Brightsideofnews.com。2009 年 9 月 25 日。2010年9 月 20 日閲覧。
- ^ 「CUDA 3.1 公式リファレンスマニュアル、ページ 147-148、付録 G.1」の計算機能比較表(PDF)。付録 A の 97 ページには、古い NVIDIA GPU がリストされており、すべての G200 シリーズがコンピューティング能力 1.3 であるのに対し、Fermi ベースのカードはコンピューティング能力 2.x であることが示されています (14 ページ、セクション 2.5)。
- ^ NVIDIA Fermi コンピューティング アーキテクチャ ホワイトペーパー nvidia.com
- ^ Ghostarchive および Wayback Machine にアーカイブされています: 「The Misunderstanding - Presented by AMD」。YouTube。
- ^ 「AMD が「The Misunderstanding」ビデオで NVIDIA の Fermi GPU の熱出力を揶揄」2010 年 8 月 9 日。
- ^ 「NVIDIA Fermi GF100 GPU - 少なすぎる、遅すぎる、熱すぎる、そして高すぎる」ZDNet。
- ^ 「GeForce GTX 480: 卵を焼くのに十分な熱さか？」。2019年9月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年9月20日閲覧。
- ^ siliconmadness.com (2010). 「Nvidia が Tesla 20 シリーズを発表」。2010 年 5 月 21 日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab 「GF100 の概要 - Nvidia の GeForce GTX 480 および GTX 470: 6 か月遅れ、待つ価値はあったか?」Anandtech.com。2011 年 8 月 5 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015 年12 月 11 日閲覧。
- ^ ライアン・スミス。「NVIDIAのGeForce GTX 460：200ドルの王様」。www.anandtech.com 。 2024年5月16日閲覧。
- ^ 「NVIDIA 公式フォーラム」。NVIDIA 。2024年5月16日閲覧。
- ^ 「NVIDIA Tesla C2xxx ウェブページ」。この説明から、テスラでは、1/8 の追加メモリ チップ (つまり、8 個ごとに 1 つの追加チップをプリント回路基板に実装する) を必要とする標準の ECC メモリ モジュールとは異なり、既存のオンボード メモリの 1/8 を使用して ECC のオン/オフを切り替えることができると推測できます。
- ^ 「32 ビットおよび 64 ビット オペレーティング システムのサポート プラン | NVIDIA」。
- ^ 「Fermi シリーズ GeForce GPU のサポート プラン | NVIDIA」。
- ^ 「GF104: Nvidia がスーパースケーラへ - Nvidia の GeForce GTX 460: 200 ドルの王者」Anandtech.com。2015 年 12 月 22 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年12 月 11 日閲覧。
- ^ 「GeForce GTX 480 および 470: Fermi および GF100 から実際のカードまで!」Tomshardware.com 2010 年 3 月 27 日2015 年12 月 11 日閲覧。
- ^ “クロノスグループ”. 2022 年 5 月 31 日。
- ^ 「Nvidia Fermi コンピューティング アーキテクチャ ホワイトペーパー」(PDF)。2009 年 11 月 22 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2010 年4 月 17 日閲覧。 ( 855KB)、22ページ中11ページ目
外部リンク
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- 次世代のNvidia GeForce
- フェルミアーキテクチャ
- GTX 400 の概要
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