Architettura FERMI e GF116
Il nuovo chip grafico GF116 prodotto da Nvidia è l'evoluzione del precedente chip basato su una prima versione dell'architettura FERMI che ora ha sostituito il precedente progetto per la fascia mainstream GF106, il quale è stato ampiamente usato per la produzione della GeForce GTS 450.
Il chip grafico GF116 è dotato di 1 Graphics Processing Clusters (GPC), dove possiamo trovare 1 Raster Engine e 4 Stream Multiprocessors (SM). Ogni SM invece contiene 48 CUDA core, 16 unità Load/Store, 8 Special Function Units, 8 Texture Units, 4 Warp Schedulers.
Troviamo in aggiunta un'unità Polymorph Engine che si occupa di tutt le operazioni di tesselazione, 24KB L1 cache, Unità di Registro ed infine le ROPs. A supporto del memory controller (3 x 64bit) abbiamo la cache L2. In questo nuovo chip a differenza del GF106, Nvidia ha optato per un nuovo tipo di memory controller. Infatti il controller memoria è stato portato a 192bit ed è in grado di gestire moduli a densità mista.
Nei vecchi controller questo non era possibile infatti si era costretti con un bus di memoria di tipo fisso ad usare quantitativi di VRAM pari a 1538MB oppure 768MB usando un bus controller a 192-bit, specie nel primo caso con una quantità di memoria usata maggiore, si andava incontro ad un notevole aumento dei costi di produzione per singola scheda, che per schede di fascia alta è giustificato dalle prestazioni e dal costo più elevato della stessa, ma nel caso di schede grafiche di fascia media o bassa questo era un grosso limite, in quanto il consumatore non è disposto a questo esborso extra di costo e di fatto sarebbe gravato sull'azienda.
Adesso con questa evoluzione il nuovo controller è in grado di gestire moduli a densità mista, in questo modo si possono contenere i costi per il quantitativo di memoria usata che ora può essere pari a 1024MB. Allo stesso tempo si può garantire una bandwidth derivata dal nuovo bus a 192bit anche su schede di fascia mainstream che può esprimere tutta la sua elevata capacità di calcolo senza andare a limitare la banda passant verso la memoria. Inoltre spesso il compromesso di usare un quantitativo pari a 768MB risultava penalizzante, a maggior ragione quando l'utente va ad usare risoluzioni più elevate rispetto a quelle standard oppure andava ad abilitare filtri di miglioramento delle immagini.
AMD come invece sappiamo usa controller di memoria di tipo a 64/128/256bit sulle varie fascie di schede, usando poi quantitativi di memoria abbinati alla tipologia di bus usato ed in base alle schede prodotte, i quantitavi sono generalmente fissi e sono pari a 512/1024/2048MB. Nvidia avendo maggior flessibilità grazie al nuovo controller può adesso scegliere di variare il quantitativo di memoria a seconda della necessità.
Ecco come si presenta il nuovo chip grafico prodotto da Nvidia:
Nella GeForce GTX 550 Ti troviamo in questo modo 192 unità CUDA core funzionanti a 1.800 MHz, 32 Texture Address / Filtering, 24 ROPs, controller a 192-bit, 1024 MB di memoria video del tipo GDDR5, funzionanti a 4.104 MHz. Il core grafico formato da 1.17M di transistor, lo stesso numero previsto in GF106, lavora sempre in rapporto 1:2 rispetto ai CUDA core ed ha una frequenza di 900 MHz nella versione reference di Nvidia. Possiamo ossservare di seguito una tabella che mette in evidenza le caratteristiche architetturali di GF116:
