Nvidia Maxwell 2: la Gpu riprogettata dalle fondamenta

maxwell

A più di un anno di distanza da quando Nvidia ha rivelato il nome del processore grafico successore di quello Kepler, vi presentiamo le caratteristiche e la prova di Maxwell. La nuova architettura ha molti punti in comune con quelle precedenti di Kepler e Fermi, ma porta con se anche numerose novità  sia dal punto di vista dell’efficienza energetica e delle prestazioni sia per quanto riguarda le tecnologie dedicate all’illuminazione, all’accelerazione video e alla qualità  dell’immagine.

di Michele Braga

ICON_EDICOLAMaxwell, nella sua prima implementazione, ha debuttato nei primi mesi dell’anno a bordo delle schede GeForce GTX 750 Ti; queste sono state utilizzate come banco di prova per valutare l’efficacia del progetto e per raccogliere i dati necessari a correggere e raffinare l’architettura in previsione di rilasciare entro Natale le schede di fascia più alta: le GeForce GTX 980 e GTX 970. L’architettura Maxwell rappresenta la decima generazione di processori grafici sviluppati da Nvidia nell’arco di quattordici anni. Il primo NV5 che era alla base delle schede grafiche Riva Tnt2 contava 15 milioni di transistor prodotti con tecnologia a 250 nanometri e supportava le librerie Microsoft DirectX 6. La più recente Gpu progettata da Nvidia, nota con il nome in codice GM204, conta 5,2 miliardi di transistor (circa 350 volte quelli presenti nell’NV5) prodotti con tecnologia Tsmc a 28 nanometri e supporta le più recenti librerie Microsoft DirectX, OpenGL, OpenCL e Cuda.

La storia evolutiva è stata segnata da prodotti come il GeForce 256 che grazie al processore grafico NV10 ha introdotto nel 1999 il supporto alla tecnologia T&L (Transform & Lightning) in hardware; nel 2006 con la Gpu G80 alla base delle schede GeForce 8800 GTX è stato avviato lo sviluppo dell’ambiente Cuda. Quattro anni fa Nvidia, con la prima architettura Fermi ha segnato un momento storico consacrando l’utilizzo della Gpu anche per calcoli scientifici. Da quel momento l’evoluzione delle architetture grafiche ha visto la nascita di Kepler nel 2012 fino all’arrivo di Maxwell. L’utilizzo della nomenclatura GM204 lascia intravedere il rilascio di una versione evoluta di Maxwell, come è già  avvenuto con quella Kepler: le prime schede grafiche della serie 600 utilizzavano il processore GK104, mentre i modelli maggiori – quelli impiegati anche per la produzione delle unità  Quadro e Tesla – impiegavano la Gpu GK110.

È quindi probabile che nel corso del 2015 il produttore californiano rilasci modelli di fascia più alta, basati su una Gpu più potente, che saranno destinati al mercato professionale e che avranno anche una controparte consumer che andrà  a rimpiazzare l’attuale linea di prodotti GTX Titan. Un elemento che i più attenti avranno notato riguarda la scelta del nome. Con Maxwell, Nvidia ha scelto di saltare dalla serie 700 a quella 900; sebbene non sia stata fornita una motivazione ufficiale, possiamo intuire che la scelta sia nata dall’intenzione di evitare confusione – non che così non ve ne sia – con i modelli 800 della serie mobile. Un altro elemento che merita attenzione è quello relativo alla tecnologia impiegata per la produzione del silicio. A tre anni dalla sua introduzione, il processo produttivo a 28 nanometri di Tsmc (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) appare ancora lontano dall’essere rimpiazzato su larga scala da quello a 20 nanometri.

Quest’ultimo è già  impiegato per la produzione di SoC (System on a chip) per piccoli dispositivi elettronici come gli smartphone, ma non è ancora in grado di garantire rese sufficienti quando impiegato per la produzione di architetture complesse, composte da miliardi di transistor e che richiedono molta potenza per funzionare. Sottolineiamo questo aspetto perché la mancanza di un processo produttivo più raffinato, costringe i produttori a trovare soluzioni progettuali in grado di migliorare tanto le prestazioni quanto l’efficienza delle proprie architetture. (…)

Estratto dell’articolo pubblicato su PC Professionale di novembre 2014

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