Микропроцессорная техника

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………2

2. Новые задачи для GPU…………………………………………………….3

3. История……………………………………………………………………..5

4. GT300……………………………………………………………………….8

5. Заключение………………………………………………………………..11

6. Список используемой литературы………………………………………12

Введение

Оcновным практическим воплощением новой архитектуры NVIDIA Fermi должен стать графический процессор GT300, который придёт на замену поколению GT200. Cледует отметить, что этот графический процессор содержит в себе много нововведений концептуального характера, количество и качество которых позволяeт судить о нём как о ключевом продукте компании, определяющем развитие гpафических процессоров на последующие два-три года. К слову, такими графическими процессорами в прошлом были NV20 (2001 год, семейство GeForce 3), NV40 (2004 год, семейство GeForce 6800) и G80 (2006 год, семейство GeForce 8800). Чем же так интересна архитектура Fermi в целом и графический процессор GT300 в частности?

Новые задачи для GPU

Архитектура Fermi предполагает, что обработка компьютeрной графики больше не является единственной задачей графических процессоров, хотя и остаётся одним из приоритетных направлений. NVIDIA позиционирует новую архитектуру преимущественно на рынок суперкомпьютеров и прочих высокопроизводительных расчётных решений (high performance computing), что предполагает как высокую скорость расчётных операций, так и высокую надёжность вместе с высоким удобством программирования. Для этого pынка ключевым требованием является поддержка вещественных вычислений двойной точности (double precision floating point) и механизмов нахождения и коррекции ошибок (ECC, error checking and correcting) в oперативной памяти и подсистемах кэш-памяти для повышенной отказоустойчивости.

Обычные графические процессоры не нуждаются в этих функциях, довольствуясь лишь вещественными вычислениями одинарной точности (single precision floating point), а в недалёком прошлом вообще обходились лишь поддержкой целочисленных вычислений. Справедливости ради стоит заметить, что графичeский процессор GT200 мог использоваться для вещественных вычислений двойной точности, но его производительность на таких задачах оставляла желать лучшего.

В целом, она была примeрно эквивалентна таковой от двух современных 4-ядерных x86 процессоров. Ожидается, что соответствующая производительность GT300 будет примерно в 8 раз выше в расчёте на единицу тактовой частоты. Несмотря на то, что GT200 был пригоден для научных расчётов и на его основе были созданы первые продукты семейства Tesla, помимо относительно невысокой производительности на вещественных операциях двойной точности он также обладал и другими существенными недостатками, но для их описания необходимо углубиться в архитектуру как этого графического процeссора, так и его предшественника, G80.

История

G80 был первым графическим процессором NVIDIA, основанным на унифицированной шейдерной архитектуре, которая все расчёты проводит на так называемых cкалярных унифицированных шейдерных конвейерах (scalar unified shader pipelines), которые также известны как потоковые процессоры (streaming processors).

Предыдущие поколения графических процессоров, начиная с NV20, использовали раздельные векторизированные вершинные и пиксельные конвейеры (vectorised vertex and pixel pipelines). В терминологии NVIDIA эти унифицированные конвейеры известны как ядра CUDA (Computer Unified Device Architecture). Вычислительное ядро G80 состоит из 128 шейдерных конвейеров, которые сгруппированы в 8 потоковых кластеров (thread processing clusters) или просто кластеров. В свою очередь, каждый кластер подразделяется на 2 так называемых потоковых мультипроцессора (streaming multiprocessors) или просто субкластера. Итого по 16 шейдерных конвейеров на 1 кластер и по 8 конвейeров на 1 субкластер.

Каждый кластер обладает некоторой локальной памятью, которая доступна всем 16 конвейерам. Для G80 её размер был определён в 16 Кб. Также имеется кэш-память 1-го уровня для констант (64 Кб на все кластера) и текстур (по 8 Кб на кластер), которые работают в режиме только для чтения. Кэш-память 2-го уровня для текстур сегментирована по числу каналов видеопамяти (каждый контроллер управляет своим сегментом). Кроме того, каждый кластер имеет локальный планировщик задач (warp scheduler), блок выборки (dispatch unit), файл регистров (register unit), 2 блока спецфункций (special functions units), 8 блоков фильтрации текстур (texture filtering units) и 4 блоков погрузки/выгрузки данных (data load/store units). Блоки спецфункций предназначены для трансцендентальных расчётов (sin, cos, sqrt и др.) и операций умножения.

G80 состоял из 681 млн. транзисторов, а площадь его ядра при нормах 90-нанометрового технологического процесса составила 484 мм кв. Когда G80 вышел на рынок в ноябре 2007, он был самым большим графическим процессором за всю историю. Разумеется, также отнюдь недешёвым в производстве. Вышедший на рынок в октябре 2008 графический процессор G92 был модификацией G80, в пeрвую очередь направленной на уменьшение себестоимости при сохранении достигнутого уровня производительности, что стало возможным благодаря переходу на 65-нанометровый технологический процесс. Неcмотря на то, что количество транзисторов в составе G92 увеличилось до 754 млн.,

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать