p class="light">25 октября поступили в продажу две модели видеоускорителей NVIDIA с архитектурой Pascal для бюджетных игровых ПК. Если во времена Maxwell NVIDIA начинала внедрение новой архитектуры с нижнего ценового сегмента (а AMD  в Polaris начала с середины), то семейство Pascal разворачивается в классической последовательности — от флагманского продукта к наиболее доступному.

Предыдущие анонсы NVIDIA в этом году позволили составить полное представление о том, что собой представляет архитектура Pascal. На данный момент NVIDIA наслаждается отсутствием конкуренции в высшем ценовом диапазоне, поскольку AMD еще не выпустила равного соперника на базе техпроцесса нового поколения для GeForce GTX 1070/1080. А видеокарта NVIDIA TITAN X позволяет представить, как будет выглядеть новый флагманский продукт тогда, когда NVIDIA сочтет нужным расширить семейство игровых ускорителей в сторону еще большей производительности.

Среднюю категорию по цене и быстродействию в семействе Pascal образуют GeForce GTX 1060 и GTX 1060 3 Гбайт (последний мы рассматриваем отдельно, так как он отличается не только объемом RAM, но и конфигурацией графического ядра). Здесь AMD сумела представить альтернативный выбор в виде ускорителей Radeon RX 470 и RX 480 на чипе Polaris 10, обладающих адекватным соотношением производительности и цены.

Ну а новейшие GeForce GTX 1050 и GTX 1050 Ti представляют собой видеокарты для игровых ПК начального уровня и HTPC (Home Theater PC). На первый взгляд они выглядят скромным дополнением к линейке Pascal, не заслуживающим столь пристального внимания, которое снискали их старшие предшественники. Однако не стоит пренебрегать новинками лишь только потому, что они не имеют ценности в глазах хардкорных геймеров. GTX 1050/1050 Ti — важное явление в своем роде как с практической, так и с теоретической точки зрения.

Младшие видеокарты на базе Pascal заполняют нишу, которая осталась вакантной в линейке GeForce 900, и с технической точки зрения являются наследниками скорее GeForce GTX 750/750 Ti (GPU GM107), нежели GeForce GTX 950. Хотя эти видеокарты формально относятся к одному классу, NVIDIA не выпустила графического процессора на замену GM107 в 900-й линейке, основанной на архитектуре Maxwell второго поколения (чипы GM2xx). Как следствие, GTX 950 на базе частично заблокированного чипа GM206 не соответствует энергоэффективности GTX 750 Ti, что помешало создать столь же компактные видеокарты, лишенные разъема дополнительного питания. Таким образом, GTX 1050/1050 Ti, в отличие от прочих моделей 10-й серии   с архитектурной точки зрения представляет собой шаг не в одно, а в полтора поколения. Если же прибавить к возросшей производительности на ватт, которую обеспечил техпроцесс следующего поколения, новые мультимедийные возможности Pascal (аппаратный кодек HEVC, видеоинтерфейсы HDMI 2.0b и DisplayPort 1.3/1.4), то новинки начнут выглядеть весьма перспективно.

Есть и второй аспект, который делает GTX 1050/1050 Ti интригующим объектом исследования. В долгожданном переходе графических процессоров с нормы 28 нм на техпроцесс 14/16 нм мы увидели, как разработчики микросхем, которые в прошлые годы неизменно заказывали производство на фабрике TSMC, пошли разными путями. NVIDIA продолжила пользоваться услугами TSMC для процессоров Pascal по технологии 16 нм FinFET, в то время как AMD переметнулась к GlobalFoundries, лицензировавшей технологию 14 нм FinFET у Samsung.

Теперь настал конец и многолетнему эксклюзивному сотрудничеству NVIDIA c TSMC, ведь в документации на GTX 1050/1050 Ti указано, что чип GP107 выполнен по норме 14 нм FinFET. Как известно, в последний раз NVIDIA прибегла к услугам другого производителя в 2003 году — для производства чипов NV3x из семейства карт GeForce FX. Официально компания не раскрывает имя своего подрядчика, но, согласно сторонним источникам, им стал Samsung. К слову, пусть вас не смущает слово TAIWAN в маркировке GPU (как и полное совпадение формата, в котором кодируется период производства и степпинг чипа). Да, фабрика Samsung с технологией 14 нм FinFET находится в Техасе, США, но, когда NVIDIA выпускала GPU серии NV3x на американской фабрике IBM, чипы были промаркированы как корейские. Видимо, NVIDIA просто собирает GPU в корпуса либо делает с ними что-либо еще на территории Тайваня.

Как бы то ни было, по «энергетическим» характеристикам GP107 может отличаться от своих старших собратьев, выпущенных TSMC. Кроме того, результаты тестирования GTX 1050/1050 Ti приблизят нас к ответу на вопрос, почему новейшие графические процессоры AMD выступили столь бледно в плане частотного потенциала и производительности на ватт. В какой степени разница по этим параметрам между Pascal и Polaris обусловлена особенностями архитектуры, а в какой — производственным фактором? Впрочем, если сделать поправку на то, что две компании могли воплотить техпроцесс 14 нм FinFET по-разному, то проверка GP107 в деле сможет снять подозрения лишь с технологии как таковой, а не с фабрики GlobalFoundries в штате Нью-Йорк, США, которая занимается выпуском соответствующих микросхем, или инженеров Advanced Micro Devices.

⇡#NVIDIA GP107

GP107 в полной мере воплощает принципы, заложенные в архитектуре Pascal применительно к GPU игрового класса (в отличие от GP100, имеющего свои особенности). От старших чипов — GP106, GP104, GP102 — он отличается лишь числом вычислительных блоков и объемом кешей различного назначения.

Логическая схема GP107 включает два GPC (Graphics Processing Cluster), каждый из которых состоит из блока Raster Engine, выполняющего первоначальные стадии рендеринга (определение граней полигонов, проекция и отсечение невидимых пикселов) и трех SM (Stream Multiprocessor). Каждый из последних, в свою очередь, содержит геометрический движок PolyMorph Engine, 128 32-битных ядер CUDA, 4 64-битных ядра CUDA, 8 текстурных модулей и секцию кеша L1. Как и другие игровые GPU в семействе Pascal, GP107 отличается от Maxwell увеличенным объемом L1 (с 24 до 48 Кбайт).

Таким образом, в отношении шейдерной и текстурной пропускной способности на мегагерц частоты полнофункциональный GP107 сделал шаг вперед относительно GM107 и соответствует «порезанному» GM206 в составе GeForce GTX 950. В back-end процессора, представленном кешем L2, массивом ROP и четырьмя 32-битными контроллерами памяти, также есть очевидные изменения.

В силу того, что архитектура Pascal обладает прогрессивной компрессией цвета, а контроллеры позволяют работать с памятью на существенно большей частоте, чем в GM107 (7000 вместо 5400 Мбит/с на контакт), разработчикам понадобилось удвоить количество ROP по сравнению с GM107. Одновременно появилась возможность сэкономить транзисторный бюджет на кеш-памяти второго уровня (1 Мбайт против 2 Мбайт в GM107).