Přehled desktopových grafických čipů | Kapitola 26

V červnu roku 2008 uvedla NVIDIA nový grafický čip G200 a potvrdila tak svou strategii využívat (na rozdíl od konkurenčního AMD) v oblasti absolutního hi-endu pouze jeden výkonný monolitický čip. G200 se tak stal v dosavadní historii nejvýkonnějším a díky své ploše 576 mm² také zdaleka největším desktopovým grafickým čipem. Vyroben byl u firmy TSMC za použití 65nm výrobního procesu, skládal se z obrovského počtu přibližně 1400 miliónů tranzistorů, nesl celkem 240 Stream procesorů a celý byl skryt pod rozvaděčem tepla IHS.

Grafický čip G200

G200 samozřejmě konstrukčně využíval unifikovanou architekturu, tentokrát vylepšenou a výkonnější než v předchozích generacích G80 a G90. Zůstala mu zachována podpora "pouze" DirectX 10.0 API spolu se Shader modelem 4.0 a také spolupráce s GDDR3 grafickou pamětí, k čemuž však využíval, na rozdíl od všech předchozích generací, 512bitovou šířku paměťové sběrnice. Samozřejmostí byla také podpora PCIe 2.0 grafického rozhraní se zaručenou zpětnou kompatibilitou na starší PCIe 1.X rozhraní.

Z multimediálního pohledu pak nechyběly dva Dual-Link DVI výstupy a také Display port, oba schopné zobrazit rozlišení maximálně 2560 x 1600 pixelů. Přítomna byla rovněž vylepšená technologie PureVideo HD využívající dva HD dekodéry. Značného vylepšení doznala také podpora dekódování všech formátů HD videa.

Čip G200 s sebou přinesl kromě vysokého grafického výkonu také řadu novinek a vylepšení. Zejména se jednalo o oživení a hlavně vylepšení staronové technologie CUDA, která se poprvé objevila již společně s uvedením unifikované architektury v podobě čipu G80.

Další významnou novinkou bylo využití GPU pro počítání fyziky ve hrách, která byla do té doby počítána výhradně procesorem CPU. K tomuto NVIDIA využila rozhraní PhysX vyvinuté společností Ageia, kterou v únoru 2008 převzala.

Tento čip také jako první v historii NVIDIA umožňoval provádět výpočty pro oblíbený projekt Folding@home, což byla do té doby doména pouze pro procesory CPU a grafické čipy konkurenční stáje AMD.

Značného vylepšení doznaly i ovladače GeForce (dříve Forceware), které umožnily mimo jiné využití výše zmíněného počítání fyziky přes GPU nebo například konečně přinesly velice účinné řízení spotřeby grafických karet ve 2D, což byla do té doby vymoženost pouze konkurenčních modelů AMD. S tím navíc souvisí možnost využití další úsporné technologie HybridPower (součást NVIDIA Hybrid-SLI) a grafickou kartu úplně vypnout.

GeForce GTX 280

Do absolutního hi-endu tedy zamířil model GeForce GTX 280, který tak na trhu nahradil dvoučipový GF 9800 GX2. Model využíval plnohodnotné konfigurace čipu G200 a jeho frekvence byly stanoveny na 602 MHz pro čip a 1296 MHz pro všech 240 Stream procesorů. Nesl celkem 1024 MB GDDR3 grafických pamětí komunikujících po 512bitové paměťové sběrnici a taktovaných na 1107 MHz.

Model nesl dva SLI konektory umožňující propojit až tři grafické karty do tzv. 3-way SLI a vzhledem k vysokému maximálnímu TDP 236 W byly také přítomny dva PCIe konektory přídavného napájení, z toho jeden 6-pin a jeden 8-pin.

Samozřejmostí byl také použitý systém dvouslotového chlazení, který ale na rozdíl od předchozího modelu GF 9800 GX2 vyfukoval vzduch ven z počítačové skříně.

Tři modely GeForce GTX 280 v jednom systému - 3-way SLI

Slabším zástupcem řady GTX 200 se stal model GeForce GTX 260, který tak obsadil vyšší-střední segment trhu a do mainstreamu tak odsunul modely GF 9800 GTX a GF 9800 GTX+, což s sebou navíc přineslo výrazné zlevnění i ostatních modelů řady GeForce 9, aby tak mohly lépe konkurovat nové řadě HD 4000 konkurenční AMD.

Model GF GTX 260 nesl mírně "osekaný" čip G200, jehož základní frekvence byla stanovena na 576 MHz a 192 Stream procesorů bylo taktováno na 1240 MHz. Frekvence GDDR3 grafických pamětí dosahovala 999 MHz a celkem 896 MB komunikovalo po zúžené 448bitové paměťové sběrnici. TDP tohoto modelu činilo 182 W, proto byly u tohoto modelu konektory přídavného PCIe napájení osazeny v konfiguraci dvakrát 6-pin a model rovněž podporoval 3-way SLI zapojení, proto nesl dva SLI konektory.

Po uvedení výkonného konkurenčního čipu RV770 musela NVIDIA přistoupit k celkem razantnímu snižování cen, aby její modely mohly konkurovat novým kartám ze stáje AMD. A protože přechod čipu G200 na pokročilejší 55nm výrobní proces, který by alespoň částečně snížil náklady na výrobu, zatím v nedohlednu, objevila se v průběhu srpna roku 2008 na trhu upravená verze modelu GF GTX 260, která nesla zvýšený počet Stream procesorů ze 192 na celkových 216.

Technické parametry tohoto nového modelu zůstaly totožné a původní verzí GF GTX 260 a jediným vodítkem, jak zjistit verzi modelu, bylo pomocí diagnostických utilit ověřit skutečný počet Stream procesorů, případně podle označení z povrchu samotného čipu. Původní nesl označení G200-100-A2, nový pak G200-103-A2.

V prosinci roku 2008 došlo k uvedení grafického čipu G200b, který byl poměrně opožděnou reakcí na výkonnostního krále hi-endu v podání konkurenčního Radeonu HD 4870 X2.

G200b konstrukčně vycházel ze staršího G200, jednalo se však o čip vyrobený pokročilejším 55nm výrobním procesem. Díky shodné konstrukci tedy zůstala, navzdory předpokladům o použití rychlé GDDR5 grafické paměti, podpora pouze starší GDDR3 videopaměti připojené opět přes 512bitovou paměťovou sběrnici. Díky 55nm výrobnímu procesu ale došlo ke zmenšení plochy samotného čipu přibližně o 18 %, klesla i jeho spotřeba a naopak se zvýšil jeho potenciál pro přetaktování. Mírného navýšení také doznala frekvence Stream procesorů v poměru k frekvenci samotného čipu.

Prvním modelem postaveným na čipu G200b byl GeForce GTX 260, který tak byl vydán v podstatě potřetí (!) bez jakékoliv změny modelového označení. Frekvence čipu zůstala na 576 MHz a opět využíval omezeného počtu 216 Stream procesorů taktovaných tentokrát na 1350 MHz (oproti původním 1240 MHz). Přes 448bitovou paměťovou sběrnici komunikoval s 896 MB GDDR3 grafickou pamětí tikající na 999 MHz.

V lednu 2009 pak tento model doplnily dva hi-endové modely GeForce GTX 285 a GeForce GTX 295, oba samozřejmě postavené na inovovaném čipu G200b.

GeForce GTX 285

Prvně jmenovaným byla v podstatě 55nm verze staršího modelu GF GTX 280, o čemž svědčí shodné technické parametry. Model GF GTX 285 tedy využíval 240 Stream procesorů a po 512bitové paměťové sběrnici komunikoval s GDDR3 grafickou pamětí o velikosti 1 GB. Díky použitému výrobnímu procesu mu ale výrobce mohl zvýšit frekvence, které byly tedy stanoveny na 648 MHz pro čip a 1476 MHz pro mírně zrychlené Stream procesory. Nové rychlé GDDR3 paměti pak byly taktovány na poměrně vysokých 1242 MHz. Přídavné PCIe napájení na rozdíl od GF GTX 280 obstaraly dva 6pin konektory a chladič byl použit osvědčený z GF GTX 280.

Druhý jmenovaný GF GTX 295 byl pak ten, který dokázal NVIDII po téměř půl roce vrátit titul výkonnostního krále. Jednalo se o SLI spojení na způsob modelů GX2, tentokrát složené ze dvou PCB osazených 55nm čipy G200b, jehož technické parametry byly mixem GTX 260 a GTX 280. O SLI propojení se postaral osazený čip nForce 200 a model samozřejmě nesl také SLI konektor, díky kterému přinesl podporu pro Quad-SLI, tedy propojení až čtyř grafických čipů G200b v jednom systému. Jako grafické výstupy byly standardně osazeny dva konektory Dual-Link DVI a jeden HDMI.

GeForce GTX 295

Oba čipy G200b běžely na frekvenci 576 MHz a využívaly všech 480 (2x 240) Stream procesorů taktovaných na 1242 MHz. Osazené GDDR3 grafické paměti o velikosti 1792 (2x 896) MB komunikovaly po 448bitové paměťové sběrnici. TDP tohoto modelu bylo stanoveno na bezmála 290 W a o přídavné PCIe napájení se tak postaraly 8pin a 6pin konektory.

Začátkem dubna roku 2009 byl, coby reakce na konkurenční Radeon HD 4890, uveden model GeForce GTX 275. Jak už z jeho číselného označení vyplývá, svými technickými parametry a výkonem se zařadil někam mezi modely GF GTX 260 a GTX 285 a na trhu nahradil starší 65nm GF GTX 280.

GeForce GTX 275

Osazen byl samozřejmě grafickým čipem G200b (55nm verze), jehož frekvence byla stanovena na 633 MHz, 240 Stream procesorů pak běželo na 1404 MHz. Osazené GDDR3 grafické paměti o velikosti 896 MB, připojené přes 448bitovou paměťovou sběrnici, byly taktovány na 1134 MHz.

Model nesl hned dva SLI konektory umožňující jeho zapojení do 3-way SLI a přídavné napájení bylo realizováno pomocí dvou 6-pin PCIe konektorů.

Na další modely ze stáje Nvidia jsme si museli téměř půl roku počkat. V říjnu 2009 se do prodeje dostaly dva grafické čipy G216 a G218, které byly do té doby dodávány pouze OEM partnerům. Oba tyto čipy již byly vyrobeny pokročilejším 40nm výrobním procesem a oba podporovaly NVIDIÍ dlouho opomíjené API DirectX 10.1.

GeForce GT 220

Na slabším čipu G218, který byl složen z 260 miliónů tranzistorů, taktován na 589 MHz a nesl celkem 16 Stream procesorů na frekvenci 1402 MHz, byl postaven model GeForce G210. Osazená grafická paměť o velikosti 512 MB byla typu DDR2, její frekvence byla stanovena na 500 MHz a připojena byla přes 64bit paměťovou sběrnici.

Čip G216 obsahoval celkem 486 miliónů tranzistorů a 48 Stream procesorů. Na jeho základě byl postaven model GeForce GT 220, který již dosahoval 625/1360 MHz a pro celkem 1 GB GDDR3 videopaměti na frekvenci 790 MHz byla připravena 128bit paměťová sběrnice.

Protože byly oba modely cíleny do multimediální sféry, nesly kromě standardních D-Sub a DVI také moderní AV konektory. U GF GT 220 to byl jeden HDMI, GF G210 měl na palubě moderní DisplayPort a navíc už jako referenční byl proveden v low-profile designu.

Dalším grafickým čipem, který byl přesunut z OEM segmentu, byl G215. Rovněž ten byl již vyroben 40nm výrobním procesem, obsahoval z 727 miliónů tranzistorů a nesl celkem 96 stream procesorů.

Na tomto čipu byl postaven model GeForce GT 240, který dosahoval 550 MHz, stream procesory pak běžely na 1340 MHz. Grafická paměť byla připojena přes 128bit paměťovou sběrnici a osazovány byly jak GDDR3 moduly s frekvencí 1000 MHz, tak i novější GDDR5, které byly taktovány na 1700 MHz.

Model se výkonově zařadil zhruba mezi starší GF 9600 GT a 9800 GT, podporoval však již novější API DirectX 10.1 a s maximálním TDP 70 W se obešel bez konektoru přídavného napájení.

U DDR2 a GDDR3 pamětí je jejich skutečná frekvence poloviční oproti té v tabulce.
U GDDR5 pamětí je jejich skutečná frekvence čtvrtinová oproti té v tabulce.