GeForce RTX: สถาปัตยกรรม Nvidia Turing ใหม่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด

ประกาศที่ GamesCom การ์ด GeForce ใหม่ของ Nvidia จะมาถึงร้านค้าในสัปดาห์หน้า และสองรายการแรกที่น่าจับตามองคือ GeForce RTX 2080 Ti ซึ่งเป็นรุ่นระดับไฮเอนด์พิเศษ และ RTX 2080 ซึ่งเป็นรุ่นระดับไฮเอนด์มาก ลาก่อน GTX และยินดีต้อนรับสู่ RTX สัตว์ประหลาดพลัง 3 มิติตัวใหม่ที่มีภารกิจคือการปรับปรุงเกมของเรา แต่ยังมุ่งเน้นไปที่อนาคตด้วย

ใช่ Nvidia ได้ออกแบบ RTX เพื่อให้สามารถตอบสนองความต้องการใหม่ๆ การใช้งานใหม่ๆ ซึ่งสำหรับหลายๆ คนอาจไม่เกี่ยวข้องกับเวลาที่เปิดตัว แต่สิ่งที่จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงหลายเดือนและหลายปีต่อจากนี้ เรากำลังคิดถึงการเรนเดอร์ Ray Tracing ที่สมจริงเป็นพิเศษ (RT จาก RTX) หรือแม้แต่การใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการเรนเดอร์กราฟิกของเกมของเรา และรายการความเป็นไปได้ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น กราฟิกการ์ด "อัจฉริยะ" ซึ่งไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการคำนวณรูปสามเหลี่ยมของเราอีกต่อไป แต่ยังมีความสามารถอื่นๆ อีกมากมาย เพียงพอที่จะทำให้เรารู้สึกหนาวสั่น ก่อนที่จะไปไกลกว่านี้ เรามาดูภาพรวมโดยรวมว่า RTX ใหม่เหล่านี้นำมาซึ่งอะไรได้บ้างเมื่อเทียบกับ GTX

RTX และ GTX: ความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่

เช่นเดียวกับควอโดร RTXGeForce RTX มีชิปกราฟิก Turing (ชื่อรหัส TU10x) สลักด้วย 12 nm FFN (FinFet Nvidia) สถาปัตยกรรมกระแสหลักรุ่นก่อนหน้าเรียกว่าปาสคาลและถูกแกะสลักเป็นขนาด 16 นาโนเมตรหรือ 14 นาโนเมตร ขึ้นอยู่กับรุ่น

ชิปทัวริงใหม่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ที่ดีที่สุด 18.6 พันล้านตัว (เทียบกับสูงสุด 12 พันล้านตัวในซีรีส์ GTX 10) และมีขนาด 545 มม.²(เทียบกับ 314 มม²สำหรับปาสคาล) การลดความละเอียดในการแกะสลักและการเพิ่มขนาดของชิปทำให้ Nvidia สามารถเพิ่มองค์ประกอบต่างๆ ให้กับวงจรได้มากขึ้น

การพัฒนาที่สำคัญประการที่สองจะพบได้ที่หัวใจของชิป ไม่มีหน่วยการคำนวณอีกต่อไป แต่มีสามประเภท ซึ่งทั้งหมดมีความเชี่ยวชาญในกิจกรรมที่แตกต่างกัน แต่สามารถทำงานร่วมกันได้ในบางกรณี เราจะให้รายละเอียดด้านล่าง แต่โปรดทราบว่าในปัจจุบันยังไม่มีกราฟิกการ์ด GTX ที่นำยูนิตต่างๆ มากมายมารวมกันในวงจรเดียว เฉพาะรุ่นมืออาชีพที่ใช้ชิป Volta เท่านั้นที่สามารถอวดได้ว่ามีมากมาย

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ครั้งที่สาม การละทิ้งหน่วยความจำ GDDR5X และ GDDR5 แทน GDDR6 การย้ายข้อมูลนี้จะเพิ่มความเร็วของการแลกเปลี่ยนระหว่างชิปและโมดูลหน่วยความจำอย่างมาก เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ในการจัดเก็บพื้นผิวและข้อมูลได้มากขึ้น ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการแสดงเกมในรูปแบบ 4K หรือแม้แต่... 8K และเนื่องจาก Nvidia ได้ปรับปรุงอัลกอริธึมเพิ่มเติมในการบีบอัดข้อมูลในไปป์หน่วยความจำและวิธีการจัดเก็บในส่วนต่าง ๆ ของชิป (แคช) ทุกอย่างจึงเร็วขึ้น ดังนั้น GDDR6 จะให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นถึง 20% เมื่อเทียบกับ GDDR5X ของการ์ด Pascal ที่ทรงพลังที่สุด (GTX 10)

ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงที่มองเห็นได้อื่นๆ เราจะพูดถึงการระบายอากาศซึ่งขณะนี้ได้รับความไว้วางใจให้เป็นระบบพัดลมคู่ที่มีใบพัด 13 ใบในแต่ละอัน และห้องไอความจุขนาดใหญ่ซึ่งมีท่อความร้อนขวางอยู่ ตามข้อมูลของ Nvidia ซึ่ง GTX 1080 อาจทำให้เกิดมลภาวะทางเสียงได้มากถึง 36 dB RTX 2080 จะสร้างได้เพียง 29 เสียงเท่านั้น และสารปรอทก็จะเข้าถึงจุดสูงสุดบางจุดได้เร็วน้อยลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโอเวอร์คล็อกแผนที่ จะได้รับการตรวจสอบในระหว่างการประเมินครั้งต่อไปของเรา

เมื่อพูดถึงเอาต์พุตวิดีโอ Nvidia ได้ผลักไสเอาต์พุตวิดีโอ DVI ไปที่ตู้เสื้อผ้าอย่างแน่นอน ตอนนี้ RTX ทั้งหมดมีเอาต์พุต HDMI เพียงช่องเดียว (2.0b), DisplayPort สามช่อง (1.4a เข้ากันได้กับ 8K ที่ 60 Hz) และซ็อกเก็ต USB Type-C ใหม่ที่ใช้งานร่วมกันได้VirtualLink(มาตรฐาน VR ถัดไป?)

ในที่สุดก็มาราคา RTX มีราคาแพงกว่า GTX เมื่อเปิดตัวเมื่อสองปีที่แล้ว นอกจากนี้ ตามที่ Nvidia ประกาศ ระหว่างเวอร์ชัน Founders Edition ที่จำหน่ายโดยบริษัทและการ์ดที่ทำการตลาดโดยพันธมิตร จะมีความแตกต่างบนฉลากและเอกสารทางเทคนิค เพื่อชี้แจงเหตุผล ผู้ออกแบบได้อ้างอิงส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่เลือกซึ่งช่วยให้เพิ่มความถี่ของชิปใน GPU Boost ได้ดีขึ้น ระบบระบายอากาศภายใน ฯลฯ ความจริงก็คือจนถึงตอนนี้ ไม่กี่วันก่อนที่การ์ดจะวางจำหน่าย GTX 2080 Ti ทุกรุ่น แม้ว่าจะประกาศเริ่มต้นที่ 999 เหรียญสหรัฐ แต่จริงๆ แล้วขายในราคาระหว่าง 1,250 เหรียญสหรัฐ (ราคาของ Founders Edition) ถึง 1300 ยูโร และ สามารถเข้าถึงได้มากถึง 1,500 ยูโร นั่นคือราคาของพีซีสำหรับเล่นเกมที่ดีและสมบูรณ์แบบ!

องค์กรตัวประมวลผลทัวริง

นี่คือลักษณะแผนภาพสำหรับโปรเซสเซอร์ 3D ที่ทันสมัยที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์ Turing นั่นคือ TU102 ซึ่งปรากฏบนการ์ดระดับมืออาชีพของ Nvidia บางรุ่น

เป็นการทำซ้ำที่ได้รับการแก้ไขเล็กน้อยของ TU102 ซึ่งขับเคลื่อน RTX 2080 Ti และในปี 2080 จะเป็น TU104 ซึ่งใช้งานอยู่ สุดท้ายบน RTX 2070 จะเป็น TU106

ในแต่ละรูปแบบ และตามธรรมเนียมในโลกของ GPU องค์ประกอบของโปรเซสเซอร์กราฟิกจะถูกปิดใช้งานหรือลบออกอย่างง่ายดาย เพื่อให้ได้ระดับทางเทคนิคและพลังงานที่ต้องการ (และจึงแบ่งข้อเสนอ)

สำหรับผู้ที่มีประสบการณ์มากขึ้น เราจะสังเกตเห็นว่าชิปทัวริงนั้น (เหมือนกับปาสคาล) ที่ถูกจัดเรียงไว้เหมือนตุ๊กตาทำรังเสมอ

องค์ประกอบหลักคือชุด GPC (Graphic Processing Cluster) มีหกรายการใน 2080 และ 2080 Ti เทียบกับ 4 และ 6 ใน 1080 และ 1080 Ti

แต่ละอันมีบล็อก TPC (คลัสเตอร์การประมวลผลพื้นผิว) RTX ใหม่สองตัวมี 23 และ 34 ในขณะที่ GTX 1080 และ 1080 Ti มีเพียง 23 และ 28

สุดท้าย ภายใน TPC จะมีหน่วย SM (มัลติโปรเซสเซอร์สตรีมมิ่ง) ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ส่วนที่เหมือนกัน โดยรวมแล้ว มี 68 SM ใน 2080 Ti, 46 ใน 2080 เทียบกับ 28 ใน 1080 Ti และ 20 ใน 1080

SM แต่ละหน่วยประกอบด้วยสี่ส่วน เหล่านี้ประกอบด้วยตระกูลหน่วยประมวลผล 2 ใน 3 ตระกูลของชิป (พร้อมกับองค์ประกอบอื่นๆ): CUDA Core (64) และ Tensor Core (8) ในส่วนของแกน RT นั้นมีอยู่ในอัตรา 1 ต่อหน่วย SM

ที่ขอบของบล็อก GPC คือตัวควบคุมหน่วยความจำ ซึ่งมีจำนวนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับปริมาณของโมดูล GDDR6 ที่ปรากฏบนการ์ดกราฟิก สิ่งนี้จะเปลี่ยนแปลงขนาดของอินเทอร์เฟซหน่วยความจำและความเร็วแบนด์วิดท์ตามส่วนขยาย จากนั้นก็มาถึง GigaThread Engine, อินเทอร์เฟซ PCI-Express 3.0 และสุดท้ายคือ NVLink โดยเป็นอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่สืบทอดมาจากโลกแห่งมืออาชีพ ซึ่งติดตั้งโดยตรงในชิป (ต่างจาก SLI ที่ใช้ PCI-Express) ทำให้การ์ดตั้งแต่สองตัวขึ้นไปทำงานร่วมกันเพื่อแชร์ RAM ได้ NVLink มีความพิเศษตรงที่เร็วกว่าอินเทอร์เฟซก่อนหน้า แต่ขึ้นอยู่กับชิป ความเร็วที่นำเสนอจะแตกต่างกันไป (100 GB/s ที่ดีที่สุดบน Quadro TU102, 300 GB/s บนGV100-

ทัวริง: สถาปัตยกรรม "ไฮบริด" ของ Nvidia

ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น สถาปัตยกรรมทัวริงสร้างสรรค์ใหม่เนื่องจากสร้างขึ้นบนเสาหลักสามประการ ได้แก่ CUDA Cores, Tensor Cores และ RT Cores ซึ่งเป็นหน่วยการคำนวณขนาดใหญ่สามหน่วย เช่นเดียวกับการ์ดที่ใช้ชิป Volta

แกน CUDA:
หน่วยแรกและจำนวนมากที่สุดยังคงเป็นหน่วยการคำนวณ CUDA ซึ่งรับผิดชอบในการคำนวณ (เชดเดอร์ ข้อมูลกราฟิก) และการเรนเดอร์ 3 มิติตามที่เรารู้จักมาเป็นเวลานาน พวกเขาสืบทอดมาจากการ์ด GeForce รุ่นเก่า แต่แน่นอนว่าได้มีการพัฒนาไปแล้ว ขณะนี้มีสองประเภท (INT32, FP32 และชนกลุ่มน้อยที่สาม FP64) และการดำเนินงานได้รับการปรับปรุงหรือออกแบบใหม่ในทุกระดับ ตั้งแต่การจัดระเบียบไปจนถึงการรันงานควบคู่ไปกับการผสานและจัดระเบียบหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันและแคช L1 และอื่นๆ อีกมากมาย ทุกอย่างเปลี่ยนไปเมื่อเทียบกับ GeForce รุ่นที่ 10

ต้องขอบคุณการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับหน่วย CUDA เป็นหลักซึ่ง Nvidia สามารถโต้แย้งได้ว่า RTX อาจมีประสิทธิภาพมากกว่าการ์ดรุ่นก่อนหน้าในเกมปัจจุบันถึง 50%

ให้เราระบุว่าตามความเห็นของเรา การพัฒนาเหล่านี้ถือเป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิคที่ใหญ่ที่สุดที่การ์ด Nvidia สำหรับบุคคลทั่วไปได้ประสบมานับตั้งแต่ซีรีส์ 400 นอกจากนี้ โปรดทราบว่าต้องขอบคุณหน่วยใหม่ล่าสุดเหล่านี้ที่นักออกแบบสามารถนำเสนอวิธีการใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงการเรนเดอร์วิดีโอเกมแบบดั้งเดิมของเราให้ดียิ่งขึ้น (การแรเงา/การแรสเตอร์)

แกนเทนเซอร์ :
ถัดมาคือยูนิตเทนเซอร์คอร์ พวกเขาได้รับการแนะนำให้รู้จักกับสถาปัตยกรรมระดับมืออาชีพของ Volta มีความเชี่ยวชาญในทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับปัญญาประดิษฐ์ และใช้ประโยชน์จากระบบนิเวศของเครื่องมือของ Nvidia NGX ในทัวริง พวกเขาดำเนินการ "ในการอนุมาน" เป็นหลัก กล่าวคือ พวกเขารู้วิธีการตีความ ปรับใช้ และนำผลลัพธ์ของการฝึกอบรมที่ดำเนินการก่อนหน้านี้บนโครงข่ายประสาทเทียมภายนอกไปใช้

Nvidia อ้างว่าได้ดำเนินการและปรับปรุงหน่วยที่มีอยู่ใน Volta และในกรณีของ RTX ทำให้มั่นใจได้ว่าศักยภาพของพวกเขาจะถูกนำไปใช้ในการให้บริการกราฟิกและวิดีโอเกมเป็นอันดับแรก แอปพลิเคชันแรกที่เป็นรูปธรรมคือ DLSS (Deep Learning Super-Sampling)

เป็นกระบวนการปรับปรุงรูปภาพที่ขับเคลื่อนโดย AI ซึ่งให้คุณภาพการเรนเดอร์ที่เหนือกว่า และจะทำให้ RTX 2080 Ti สามารถสร้างภาพได้มากถึงสองเท่าต่อวินาทีเมื่อเทียบกับ GTX 1080 Ti ซึ่งใช้การประมวลผลการลดรอยหยักชั่วคราว (TAA) ของสิ่งเดียวกัน ภาพ.

แกน RT :
ตอนนี้เรามาพูดถึง GeForce (และ Quadro) RTX RT Cores กันดีกว่า ยูนิตเหล่านี้มีหน้าที่หนักในการอำนวยความสะดวก สนับสนุน และเร่งการเรนเดอร์ Ray Tracing แบบเรียลไทม์ในเกมที่เข้ากันได้ โดยใช้การติดตามเรย์ DirectX(มาในการอัปเดต Windows 10 เดือนตุลาคม), Vulkan เวอร์ชันถัดไป หรือแม้แต่การใช้ Nvidia OptiX ในปัจจุบัน

การดำเนินการซึ่งจนถึงขณะนี้แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำสำเร็จด้วยการ์ด 3D ทั่วไป
มีเพียงโมเดลมืออาชีพเท่านั้นที่สามารถทำได้ ไม่ใช่แบบเรียลไทม์เสมอไป และยังมีเงื่อนไขในการมุ่งเน้นพลังทั้งหมดไปที่งานนี้

แกน CUDA + แกน RT + แกนเทนเซอร์ = RTX-OPS

เพื่อวัดปริมาณพลังงานโดยรวมที่พัฒนาโดย GeForce RTX เมื่อทำการระดมหน่วยตระกูลต่างๆ Nvidia ได้สร้างดัชนี RTX-OPS สามารถพบได้ในเอกสารทางเทคนิคของ GeForces ใหม่ ควบคู่ไปกับข้อมูลแบบดั้งเดิม (ความถี่ จำนวนคอร์ การใช้งาน ฯลฯ) เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูล Nvidia ยังคำนวณในซีรีส์ 10 เพื่อแสดงขอบเขตช่องว่างระหว่างทั้งสองรุ่น

RTX-OPS ก่อตั้งโดย Nvidia โดยเป็นผลมาจากการทดสอบหลายชั่วโมงและการวิเคราะห์พฤติกรรมของชิปทัวริงเป็นเวลานาน มีการคำนวณดังที่เห็นในแผนภาพด้านบน ตามเปอร์เซ็นต์เฉลี่ยของการใช้งานยูนิต เมื่อทำงานบนอิมเมจที่ซับซ้อนโดยใช้ CUDA Cores (INT32 และ FP32), RT Core และ Tensor Core

ตัวอย่างเช่น RTX-OPS ของ 2080 Ti ถูกกำหนดไว้สำหรับ 76 ในรุ่นพื้นฐาน และ 78 ใน Founders Edition (FF) ความแตกต่างซึ่งอธิบายได้จากความถี่ GPU Boost ที่ชิปเข้าถึง ซึ่งสูงกว่าในรุ่น FF มากกว่ารุ่นอื่นๆ ตามที่เราจำได้ ในการเปรียบเทียบ GeForce GTX 1080 Ti ได้คะแนน RTX-OPS ที่ 11.3

RTX 2080 ได้รับการกำหนดดัชนี 57 สำหรับรุ่นคลาสสิก 60 สำหรับการ์ด FF (เทียบกับ 8.9 สำหรับ GTX 1080) และสุดท้าย RTX 2070 สูงสุดที่ 42/45 สำหรับ GTX 1070 จะต้องชำระเป็น 6.5

อนาคตของ 3D อยู่ที่นี่

การมาถึงของทัวริงถือเป็นการออกเดินทางครั้งใหม่ในโลกของผู้บริโภค 3D สำหรับ Nvidia อย่างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ผู้ออกแบบ GPU ไม่ได้เริ่มต้นจากหน้าว่างๆ เพื่อออกแบบสถาปัตยกรรมทัวริงของเขา โดยส่วนใหญ่ได้รับแรงบันดาลใจมาจาก Volta ซึ่งเป็นผลงานการวิจัยหลายปีเกี่ยวกับ AI และ Ray Tracing รวมกับการออกแบบชิปเพื่อรองรับพลังที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ความต้องการของตลาดเกมพีซีที่มีกำไร
อย่างไรก็ตาม ทัวริงได้รวบรวมฐานใหม่ที่แข็งแกร่ง ซึ่งชิปรุ่นต่อไปสำหรับ GeForce จะเกิดขึ้น เช่นเดียวกับสถาปัตยกรรม Tesla (GeForce 8000) หรือ Fermi (GTX 400) ในยุคนั้น

ต้องขอบคุณ RTX และ Turing ที่ทำให้ Nvidia ยังหวังที่จะขยายช่องว่างที่แยก GeForce และ Radeon ของ AMD ออกไปอีก และด้วยเหตุนี้จึงรักษาตำแหน่งผู้นำในตลาดกราฟิกการ์ดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อหงส์แดงไม่ใช่กลุ่มเดียวที่ต้องติดตามความก้าวหน้าและความก้าวหน้าในพื้นที่นี้อีกต่อไป!Intel มีความตั้งใจจริงๆเพื่อกลับสู่ตลาด GPU เฉพาะภายในปี 2563

🔴 เพื่อไม่พลาดข่าวสาร 01net ติดตามเราได้ที่Google ข่าวสารetวอทส์แอพพ์-