NVIDIA将GPU开发工作的重点放在了设计Pascal核心架构的每一个细节中。Pascal之所有能够成为有史以来能效最高的GPU,原因不仅仅是16nm FinFET带来的制造工艺精进,更得益于持续提高的核心效率。NVIDIA工程团队的一大精力投入重点是GPU核心运行频率,橡木桶定律那样,GPU核心运行频率是由数以百万计的设计电路中速度最慢的那一路径决定的,所以这一最慢路径的优化对于GPU核心运行频率的提高是至关重要的。经过NVIDIA工程团队在这一领域的不断钻研,GeForce GTX 1080的核心运行频率要比GTX 980高出40%之多!单靠16nm FinFET的制造工艺,是不能够带来如此高比例的核心频率提升的。
GDDR5X显存解析
相较于NVIDIA之前的显卡,显存由GDDR5升级为GDDR5X会带来显存带宽的巨大提升。得益于256bit显存位宽、10Gbps显存频率规格的GDDR5显存,GeForce GTX 1080的显存带宽要比GTX 980多出了43%,再加上显存压缩架构的改进,GeForce GTX 1080可使用的有效显存带宽是GTX 980的1.7倍!
经过NVIDIA显存工程师多年的潜心研究,使得GDDR5X显存的运行频率能够达到10Gbps,再加上GDDR5X IO电路的优化以及新的制造工艺,让GDDR5X显存在同样的能源消耗下获得43%的频率提升成为可能。
GPU芯片和显存芯片之间的通路也是提高显存带宽实际效率的重要因素。同样的,二者之间的信息交换速度也是由信号最弱的那条通路所决定,NVIDIA显存工程师将各个通路都进行了细致的调校,尽可能地排除信号的串扰情况和不连续性,以降低通路信号的损耗。
总而言之,NVIDIA在显存方面的工作成果,不仅是让GDDR5X显存获得了10Gbps的运行速度,而且还从设计上改善了GPU和显存芯片之间的信号通路。
NVIDIA GeForce GTX 1080的显存子系统使用无损压缩存储技术,可以减少DRAM的带宽需求,该技术可以带来如下几点好处:
1.减少了写入到显存中的数据量
2.减少了由显存转入至二级缓存的数据量,换言之就是增加了二级缓存的容量
3.减少了GPU中各个元件之间的数据传输量
GPU中的压缩管道有许多不同的压缩算法,GPU可以从中择优作为数据压缩的途径。这些算法中最重要的就是增量颜色压缩。GPU利用增量颜色压缩算法,计算一个范围里像素之间的差异,然后给这些像素加上基准δ值并存储下来。如果这种算法成功的话,这些数据将以2:1的比例存储下来。存储的数据经过压缩后,GeForce GTX1080所处理的每一帧画面需要提取的数据量就会显著减少。这样相当于提供了20%的额外显存带宽,再结合上GeForce GTX1080的10 Gbps频率的GDDR5X显存,最终使得GTX1080的有效显存带宽成为GeForce GTX980的1.7倍。
适用于VR的SMP技术和Ansel工具介绍
Imultaneous Multi-Projection多画面同步投射技术
多画面同步投射技术(SMP),可以让基于Pascal架构核心的GPU以16个角度渲染画面并分别呈现。为了实现多画面同步投射技术,NVIDIA在Pascal架构核心的GPU中集成了新的多画面同步投射引擎模块。
SMP单元负责在渲染一个画面之前,生成多个视角再分别交给CUDA及其他元件进行渲染。SMP可用于许多新的图形技术,列如环绕透视、镜头阴影的匹配、单通道虚拟现实VR,多分辨率渲染。
这些新的图形技术对于虚拟现实VR有着颇多的益处,能够带来多达1.5倍的像素输出量和2倍以上的几何图形输出量。
环绕透视
本文来源:不详 作者:佚名