Sejarah prosesor video, bagian 4: munculnya GPU Tujuan Umum

Bagian 1: 1976-1995

Bagian 2: 3Dfx Voodoo

Bagian 3: konsolidasi pasar, awal era persaingan antara Nvidia dan ATI

Sebelum kedatangan DirectX 10, tidak ada gunanya menambahkan kompleksitas opsional ke chip, memperluas area chip, yang meningkatkan fungsionalitas vertex shaders, serta akurasi pemrosesan angka floating-point untuk pixel shaders dari 24 hingga 32 bit untuk memenuhi persyaratan operasi vertex. Setelah munculnya DX10, shader vertex dan pixel mempertahankan fungsi fungsionalitas tingkat tinggi secara keseluruhan, sehingga transisi ke shader yang digeneralisasi menghemat banyak duplikasi unit pemrosesan yang tidak perlu. GPU pertama yang menggunakan arsitektur ini adalah G80 legendaris Nvidia.

Berkat pengembangan selama empat tahun dan 475 juta dolar, monster dibuat dengan 681 juta transistor dan luas 484 mm², pertama kali dirilis pada flagship 8800 GTX dan 8800 GTS 640MB pada 8 November 2006. GTX yang di-overclock disebut 8800 Ultra adalah puncak kekuatan G80; dirilis antara dua produk yang kurang penting: 320MB GTS pada bulan Februari dan GTS 640MB / 112 dengan edisi terbatas pada 19 November 2007.

GTX, yang dilengkapi dengan algoritma Coverage Sample anti-aliasing (CSAA) yang baru, berkat kinerjanya yang tak tertandingi mengalahkan semua pesaing dengan chip satu dan dua. Meskipun sukses ini, pada kuartal keempat perusahaan kehilangan tiga persen dari pasar grafis diskrit, yang disebabkan oleh kekuatan kontrak OEM yang diteruskan ke AMD.


GeForce 8800 GTX di MSI

Komponen yang tersisa dari strategi bisnis Nvidia G80 menjadi kenyataan pada bulan Februari dan Juni 2007. Platform CUDA berbasis pada bahasa C SDK (Software Development Kit) dirilis sebagai versi beta, memungkinkan ekosistem untuk menggunakan sifat GPU yang sangat paralel. Platform CUDA menggunakan mesin fisika Nvidia PhysX, serta proyek komputasi terdistribusi, visualisasi profesional, dan OptiX, mesin penelusuran sinar Nvidia.

Baik Nvidia dan ATI (sekarang AMD) mengintegrasikan fungsionalitas komputasi yang terus berkembang ke dalam jalur pipa grafis. ATI / AMD memutuskan untuk mengandalkan pengembang dan komite untuk memilih jalur OpenCL, sementara Nvidia memiliki rencana yang lebih dekat, bermaksud untuk menggunakan CUDA dan komputasi kinerja tinggi.

Untuk melakukan ini, pada bulan Juni, Nvidia merilis garis kopolimer Tesla matematika, awalnya didasarkan pada inti G80 yang sama yang digunakan dalam GeForce dan Quadro FX 4600/5600. Setelah perkembangan yang panjang, di mana setidaknya dua (dan mungkin tiga) tahap debugging serius dilakukan, AMD merilis R600 pada bulan Mei.

Hype media membuat AMD mengharapkan respons 8800 GTX, tetapi HD 2900 XT yang dirilis mengecewakan. Ini adalah peta bagian atas dari segmen harga menengah dengan konsumsi energi pada tingkat produk profesional: ia mengkonsumsi lebih banyak daya daripada semua sistem modern.

Skala bug R600 membuat dampak besar pada ATI, memaksa perusahaan untuk mengubah strateginya untuk secara lebih ketat memenuhi tenggat waktu dan memaksimalkan peluang ketika merilis produk baru. Performa meningkat di RV770 (Evergreen), serta dalam seri Kepulauan Utara dan Selatan.

Seiring dengan kenyataan bahwa R600 adalah GPU ATI / AMD terbesar pada waktu itu (420 mm²), R600 mencatat rekor lain di antara GPU. Itu adalah chip AMD pertama dengan dukungan DirectX 10, GPU pertama dan satu-satunya dengan bus memori 512-bit, chip desktop pertama dengan blok tessellation (yang hampir tidak pernah digunakan karena ketidakpedulian pengembang game dan kurangnya dukungan DirectX), GPU pertama dengan terintegrasi dukungan untuk audio melalui HDMI, serta produk pertama yang menggunakan arsitektur VLIW. Juga, untuk pertama kalinya sejak rilis Radeon 7500, ATI / AMD tidak memasuki pasar untuk kartu yang paling kuat, sebanding dalam harga dan kinerja dengan pesaing.

AMD memutakhirkan R600 ke RV670, mengurangi teknologi proses 80nm TSMC menjadi 55nm, dan juga mengganti bus memori cincin dua arah dua arah dengan yang lebih standar 256-bit. Ini membagi dua area kristal R600, yang pada saat yang sama mengandung jumlah transistor yang sama (666 juta dibandingkan dengan 700 juta R600). AMD juga meningkatkan GPU untuk mendukung DX10.1 dan menambahkan dukungan untuk PCI Express 2.0; semua ini cukup untuk menyelesaikan seri HD 2000 dan bersaing dengan GeForce 8800 GT mainstream, serta kartu yang kurang kuat.

Dengan tidak adanya GPU high-end, AMD merilis dua kartu dual-GPU pada Januari 2008, serta kartu anggaran berdasarkan RV620 / 635. HD 3850 X2 mulai dijual pada bulan April, dan kartu All-In-Wonder terbaru, HD 3650, pada bulan Juni. Kartu dual GPU, dibundel dengan driver berkualitas tinggi, langsung mengesankan kritik dan pelanggan. HD 3870 X2 adalah kartu tunggal tercepat, dan HD 3850 X2 tidak lebih lambat dari itu. Tidak seperti sistem SLI Nvidia, AMD menerapkan dukungan Crossfiring dengan ASIC standar.


Radeon HD 3870 X2 dengan dua GPU pada satu kartu

Membangun kesuksesan G80, pada 29 Oktober, Nvidia merilis G92 pada 8800 GT, yang diterima dengan baik oleh banyak situs teknis, terutama karena harga yang sangat kompetitif. Terperangkap dalam kisaran harga $ 199-249, kartu 512-megabyte ini memberikan kinerja, yang membuat pembelian 8800 GTS berdasarkan pada G80 pointless. Pada dasarnya, ini melampaui HD 2900 XT dan HD 3870, dirilis tiga bulan setelah GT dan mencapai sekitar 80% dari kecepatan GTX. Tidak mengherankan bahwa setelah beberapa minggu pasar mulai mengalami kekurangan 8800 GT. Permintaan yang kuat untuk produk baru dari Nvidia dan "saudara-saudaranya" 8600 GS / GT memungkinkan perusahaan untuk mendapatkan 71% dari pasar kartu diskrit pada akhir tahun.

Segera setelah GT, pada 11 Desember, Nvidia merilis 8800 GTS 512MB berdasarkan G92 . Meskipun secara keseluruhan rasio harga / kinerja lebih buruk dibandingkan dengan GT, GTS diselamatkan oleh penggunaan GPU yang lebih kuat, yang pada dasarnya menyamakan GTX yang di-overclock dengan 8800 Ultra yang mahal.

Sejarah seri GeForce 8 tidak akan lengkap tanpa catatan tambahan yang tidak menyenangkan, yaitu penggunaan solder timbal tinggi dalam BGA dari beberapa G86, G84, G84, G73, G72 / 72M GPU, serta chipset grafis C51 dan MCP67. Ini, bersama dengan pengisian suhu rendah, pendinginan yang tidak memadai, dan mode pendinginan-pemanasan intensif, menyebabkan sejumlah besar kegagalan kartu.

Pada pertengahan 2008, Nvidia beralih ke solder eutektik timah tinggi Hitachi yang digunakan oleh AMD dan mendesain ulang 8800 GT, menambahkan lebih banyak bilah dan meningkatkan sasis untuk meningkatkan aliran udara. G92 juga diduga terkena dampak masalah banjir, meskipun dua perangkat berbasiskan pada 8800 GTS 512M dan kartu dengan pendingin non-referensi tidak benar-benar peduli.

Karena masalah ini, perusahaan kehilangan total 475,9 juta , yang menyebabkan reaksi negatif yang kuat dari konsumen terhadap mitra OEM Nvidia yang memproduksi laptop - mereka tahu tentang masalah tersebut jauh sebelum dipublikasikan. Tempat Nvidia di industri selamanya akan dikaitkan dengan momen terburuk ini dalam sejarahnya.

Jika Seri 8 adalah kemenangan teknologi bagi Nvidia, maka Seri 9 menandai periode stagnasi. Titik terang dalam lineup adalah model pertama yang dirilis pada Februari 2008. 9600 GT didasarkan pada G94 "baru", yang pada kenyataannya adalah G92 yang dipangkas tahun lalu, dibangun dengan teknologi proses 65nm TSMC yang sama.

Pemotongan harga AMD yang agresif pada HD 3870 dan HD 3850 seiring dengan penurunan nilai 8800 GS dan GT Nvidia itu sendiri terpaksa mengubah citra sisa seri 9.

9800 GT pertama dimodifikasi dengan 8800 GT, dan 8800 GTS (G92) menjadi 9800 GTX. Beralih ke teknologi proses TSMC 55-nanometer mengurangi area chip sebesar 20% dan memungkinkan sedikit peningkatan frekuensi clock untuk membuat 9800 GTX +, yang identik dengan OEM GTS 150, serta GTS 250, yang masuk ke saluran ritel lima belas bulan setelah kartu pertama dari seri 8.

Karena keterlambatan kemunculan andalan GT200 dan fakta bahwa AMD HD 3870 X2 sekarang menjadi pemimpin dalam perlombaan kartu tunggal, Nvidia kembali ke tradisi lamanya dan menggandakan jumlah GPU, mengapit dua 9800 GT, sehingga menciptakan 9800 GX2. Meskipun produk memenangkan persaingan dalam tolok ukur, sebagian besar pengamat dengan cepat menyadari bahwa menjual 9800 GT ganda dengan harga tiga 9800 GT terpisah tidak sangat menarik bagi pembeli.


GPU Nvidia G200 pada GTX 260

Pada bulan Juni, Nvidia merilis GTX 260 dan GTX 280 dengan GPU GT200 (576 mm²) - chip GPU terbesar saat itu (Intel Larrabee memiliki luas sekitar 600-700 mm²) dan chip produksi terbesar di antara semua yang diproduksi oleh TSMC.

GT200 adalah upaya lain dari Nvidia untuk menarik perhatian pada GPGPU: ia mengimplementasikan peralatan khusus untuk presisi ganda (FP64) dan komputasi. Perubahan arsitektur yang ditujukan untuk permainan lebih sederhana, tetapi itu tidak menghentikan Nvidia dari menetapkan harga $ 280 pada $ 649 dan merilis driver Visi 3D (untuk game dan video 3D) bersama dengan kacamata 3D dan pemancar IR - kit yang sangat mahal.


Demo Teknologi Seri Nvidia GTX 200

Harga turun secara signifikan setelah rilis HD 4870 dan 4850 - GTX 280 turun 38% dan biaya $ 400, sedangkan GTX 260 turun 25% ($ 299).

AMD menanggapi GT200 dan G92 dengan merilis RV770. Kartu pertama (yang ditujukan untuk segmen mainstream HD 4730) dirilis pada 8 Juni, dan pada 25 Juni diikuti oleh HD 4850 dan 4870, yang ditujukan untuk pasar arus utama dan tingkat tinggi. Masalah kartu tidak membuat percikan besar, karena spesifikasi "bocor" sebelumnya dan toko mulai menjual HD 4850 seminggu sebelum berakhirnya NDA - ini sering terjadi hari ini, tetapi tidak pada tahun 2008.

The 4870 dan 4850 adalah kartu grafis konsumen GDDR5 pertama yang diimplementasikan Nvidia delapan belas bulan kemudian pada GT 240 berdasarkan GT215.

HD 4870 dan 4850 layak mendapat ulasan yang sangat positif, alasannya adalah daftar fitur yang luas - audio 7,1 LPCM via HDMI, kinerja keseluruhan dan penskalaan dengan beberapa GPU, serta tentu saja harga. Satu-satunya kelemahan kartu adalah kecenderungannya untuk menciptakan suhu lokal yang tinggi di bidang komponen penyesuaian tegangan pada papan referensi, yang menyebabkan kegagalan dan pembekuan yang sangat tinggi, terutama ketika menjalankan aplikasi yang sangat dimuat seperti Furmark.

Menjaga tradisi generasi sebelumnya dan merasakan kebutuhan untuk mengakhiri kepemimpinan GTX 280 selama dua bulan, AMD merilis HD 4870 X2 pada bulan Agustus. Kartu dengan cepat berakhir di garis tolok ukur teratas untuk berbagai kategori, termasuk kinerja. Pada saat yang sama, karena desain kipas blower, sayangnya, pemimpin dalam kategori generasi kebisingan dan disipasi panas.


Radeon HD 4870 X2 (atas) dan Radeon HD 4870

Pada Januari 2009, lineup Nvidia menunjukkan sedikit pertumbuhan berkat transfer GT 200 ke teknologi proses TSMC 55-nanometer. 55 nanometer digunakan dalam chip versi B3, yang pertama kali muncul pada bulan September tahun sebelumnya sebagai versi Core 216 GTX 260 kartu.Perusahaan merilis GTX 295, yang menggunakan dua terpotong GT200-B3.

Variasi kartu GPU tunggal dirilis pada bulan April dengan nama GTX 275. Jawaban AMD adalah ini: HD 4890 yang ditingkatkan berdasarkan RV790XT dan HD 4770 (RV740), yang juga menjadi kartu 40nm pertama AMD.

HD 4770, meskipun bukan merupakan produk yang sangat penting, memberikan pengalaman tak ternilai AMD bekerja dengan teknologi proses TSMC 40-nanometer yang bermasalah, yang menciptakan variabilitas besar dalam kebocoran saat ini, serta tingkat penolakan yang tinggi karena koneksi yang tidak lengkap antara lapisan logam di kristal GPU. Berkat pengalaman ini, AMD mampu meningkatkan proses pembuatan dan menghilangkan masalah yang dihadapi Nvidia saat mengembangkan arsitektur Fermi - masalah yang tidak muncul pada GPU Nvidia 40-nanometer pertama.

Nvidia merilis produk 40nm pertamanya pada bulan Juli. GT216 dan GT218 low-end digunakan dalam GeForce 205, 210, dan GT 220, yang merupakan produk OEM sampai Oktober, ketika dua yang terakhir dijual eceran. Mereka luar biasa hanya karena mereka menjadi kartu Nvidia pertama dengan dukungan untuk DX10.1 - AMD mengambil puncak ini di HD 4870/4850; selain itu, mereka memiliki fitur suara yang ditingkatkan dengan 7,1 suara, LPCM lossless, bitcoin Dolby TrueHD / DTS-HD / -HD-MA, dan audio HDMI. Serial ini ditujukan untuk pasar home theatre, dan pada Februari 2010 ia berganti nama menjadi seri 300.

Dalam empat bulan dari September 2009 hingga Februari 2010, AMD merilis jajaran penuh empat GPU (Cypress, Juniper, Redwood dan Cedar) yang membentuk keluarga Evergreen. Garis dimulai dengan segmen HD 5870 high-end, setelah seminggu kemudian HD 5850 muncul untuk bagian atas tingkat harga rata-rata.

Teknologi proses TSMC 40 nanometer yang bermasalah mencegah AMD mengambil keuntungan dari ketidakhadiran Fermi Nvidia karena permintaan yang besar melebihi pasokan. Ini sebagian besar karena kemampuan AMD untuk mengatur waktu rilis Evergreen dengan munculnya Windows 7 dan mempopulerkan DirectX 11.

Meskipun DX11 membutuhkan waktu untuk menunjukkan peningkatan kinerja yang signifikan pada Evergreen, fitur lain yang diperkenalkan di HD 5000 segera berdampak dalam bentuk Eyefinity, yang sepenuhnya bergantung pada fleksibilitas DisplayPort untuk menyediakan hingga enam pipa saluran tampilan per papan. Mereka dialihkan ke DAC standar atau ke kombinasi pemancar TMDS internal dan DisplayPort.

Kartu grafis sebelumnya biasanya menggunakan kombinasi VGA, DVI, dan kadang-kadang HDMI, dan setiap output memerlukan sumber jam yang terpisah. Ini meningkatkan kompleksitas, ukuran, dan jumlah pin GPU. DisplayPort menghilangkan kebutuhan untuk kecepatan clock independen dan membuka kemampuan AMD untuk mengintegrasikan hingga enam pipa tampilan ke peralatan tanpa mengorbankan kinerja perangkat lunak pengguna. Pada saat yang sama, frame dikompensasi di bagian tepi dan layar direntangkan di sepanjang layar dengan resolusi optimal.


Eyefinity: ATI Scalable Multi-Display Technology

Seri Evergreen telah menjadi yang terdepan di kelasnya di antara semua motherboard (jika Anda tidak ingat masalah dengan pemfilteran tekstur): HD 5850 dan HD 5770 menarik sebagian besar pemain anggaran, dan HD 5870 dan HD 5970 dengan dual GPU memberikan tingkat kinerja yang tak tertandingi.

Enam bulan kemudian, pada 12 April, Nvidia akhirnya merilis papan Fermi pertamanya dengan nama GTX 470 dan 480. Tidak satu pun dari kristal perusahaan yang berfungsi penuh (hal yang sama terjadi dengan GF104 berikutnya), sehingga kecepatan inti Fermi adalah untuk mengurangi konsumsi daya dibuat cukup konservatif, dan bandwidth memori lebih rendah karena kurangnya pengalaman Nvidia dengan GDDR5 I / O.

Jauh dari hasil optimal teknologi proses 40-nanometer TSMC, yang telah mengakibatkan masalah pasokan untuk AMD, meningkat secara signifikan karena ukuran kristal Fermi GF100 (529 mm²). Ukuran kristal dikaitkan dengan jumlah penolakan, kebutuhan daya, dan pembuangan panas, sehingga seri Nvidia 400 dibandingkan dengan garis AMD yang dibayar untuk kinerja dalam permainan.

GF100 dalam varian Quadro dan Tesla berkurang secara signifikan karena ekosistem yang sudah ada di pasar profesional. Salah satu aspek baik dari kartu yang dirilis adalah munculnya teknologi antialiasing supersampling transparansi (TrSSAA), yang akan digunakan bersama dengan cakupan sampel yang sudah ada sampel AA (CSAA).

Meskipun GTX 480 bertemu dengan agak dingin, chip Nvidia Fermi kedua, GF104 mainstream pada GTX 460 , merupakan kesuksesan besar. Ini memberikan kinerja yang baik dengan harga yang bagus, 192bit / 768MB dijual seharga $ 199 dan 256bit / 1GB dijual seharga $ 229. Perusahaan ini telah merilis banyak kartu non-referensi dan overclock dengan kemampuan overclocking yang signifikan berkat frekuensi konservatif yang digunakan Nvidia untuk mengurangi konsumsi daya.

Penerimaan sebagian hangat 460 disebabkan oleh harapan yang rendah setelah rilis GF100. Mereka mengatakan bahwa GF104 tidak akan lebih dari setengah dari GF100 dan menjadi pucat dibandingkan dengan GPU Cypress AMD. Tapi ternyata tidak begitu. Blogger "ahli" dan AMD mengharapkan kejutan kedua: pada bulan November, Nvidia merilis versi terbaru dari GF100 - GF110.

Produk yang ditingkatkan berhasil mencapai apa yang tidak bisa ditangani pendahulunya - menggunakan seluruh area chip. GTX 570 dan 580 yang dihasilkan adalah seri 400 yang seharusnya.

Pada bulan Oktober, Barts, GPU pertama dalam seri AMD Northern Islands, muncul. Itu lebih dekat dengan pengembangan evolusi Evergreen dan dirancang untuk mengurangi biaya produksi chip Cypress. Itu tidak memberikan peningkatan kinerja yang signifikan: GPU kira-kira sama dengan HD 5830 dan HD 5850 sebelumnya, tetapi secara signifikan mengurangi ukurannya. AMD mengurangi jumlah stream prosesor (shader), redid pengontrol memori dan mengubah ukuran fisiknya (karenanya, mengurangi kecepatan memori), dan menolak kemampuan untuk melakukan perhitungan dengan presisi ganda. Namun, Barts telah meningkatkan tessellation dibandingkan dengan Evergreen.


Meskipun peningkatan kinerja tidak begitu terlihat, AMD telah meningkatkan teknologi tampilan.DisplayPort telah ditingkatkan ke versi 1.2 (kemampuan untuk mengontrol beberapa monitor dari satu port, pembaruan dengan frekuensi 120 Hz untuk tampilan resolusi tinggi dan audio bit-stream), HDMI - ke versi 1.4a (pemutaran video 3D dalam 1080p, resolusi layar 4K) . Perusahaan juga menambahkan decoder video yang diperbarui dengan dukungan DivX.

Selain itu, AMD meningkatkan kemampuan driver dengan menambahkan morfologis anti-aliasing (MLAA) - filter blur pasca-pemrosesan, yang fungsinya (terutama pada saat rilis) jauh dari ideal.

HD 6970 dan HD 6950 menambahkan mode penghalusan yang disebut EQAA (Enhanced Quality AA) ke driver Catalyst; selain itu, AMD juga menerapkan dukungan mendasar untuk HD3D, yang merupakan yang terbaik, dan konsumsi daya yang dinamis, kali ini diprofilkan dengan PowerTune.

Secara keseluruhan, produk Cayman lebih baik daripada chip Fermi generasi pertama. Mereka seharusnya mengalahkan mereka, tetapi mereka beberapa persen di belakang generasi kedua (seri GTX 500), dan rilis driver berikutnya dari kedua perusahaan mengintensifkan fluktuasi.

Rilis Cayman November ditunda selama sebulan, dan pada 15 Desember, HD 6970 dan 6950 muncul, berangkat (sementara) dari arsitektur VLIW5, yang digunakan ATI / AMD sejak seri R300. Sebagai gantinya, perusahaan menggunakan VLIW4, di mana tidak ada blok Fungsi Khusus (atau Transendental) kelima di setiap blok pemrosesan benang.

Ini diperlukan untuk menghapus melimpahnya sumber daya yang dimaksudkan untuk game di bawah DX9 (dan lebih lama), dan pada saat yang sama untuk mengatur ulang pipa grafis.

Satu-satunya produk lain yang berbasis VLIW4 adalah chip grafis terintegrasi dari seri APU Trinity dan Richland; Arsitektur grafis terbaru AMD didasarkan pada GCN (Graphics Core Next), dan VLIW5 tetap berada di seri HD 8000, berganti nama menjadi GPU Evergreen tingkat terendah.

Mengulang sejarah GF100 / GF110, keturunan GTX 460 - GTX 560 Ti - muncul pada Januari 2011. Berdasarkan GF114, kartu tersebut berisi GF104 yang telah ditingkatkan fungsinya, dan terbukti dapat diandalkan dan serbaguna seperti pendahulunya. Atas dasar itu, banyak versi non-referensi dirilis dengan dan tanpa overclocking pabrik.

AMD langsung bereaksi terhadap hal ini dengan menurunkan biaya HD 6950 dan 6870, yang membuat keunggulan kinerja harga GTX 560 Ti menghilang. Berkat diskon yang ditawarkan oleh sebagian besar mitra motherboard, HD 6950, dan terutama versinya dengan memori 1 GB, telah menjadi pembelian yang lebih menarik.


Papan referensi Nvidia GeForce GTX 590

Rilis produk Nvidia skala besar kedua pada tahun 2011, yaitu 26 Maret, dimulai dengan ledakan. Di GTX 590, dua GF110 berfitur lengkap digabungkan dalam satu papan.

Papan dikontrol oleh driver yang tidak menerapkan pembatasan daya dengan benar, dan memiliki BIOS yang memungkinkan tegangan tinggi untuk diterapkan. Kelemahan ini menyebabkan tegangan berlebih yang agresif menyebabkan kegagalan fungsi MOSFET. Nvidia memperbaiki situasi dengan menciptakan BIOS dan driver yang lebih keras, tetapi rilis tersebut disertai dengan ulasan yang merendahkan. Dalam hal kinerja, GTX 590 hanya mencapai paritas dengan kartu dual AMD HD 6990, dirilis dua minggu sebelumnya.

Pada tanggal 9 Januari, rencana peluncuran keturunan AMD Northern Islands - prosesor Southern Islands dimulai, yang pertama adalah unggulan HD 7970. Ini adalah kartu pertama untuk PCI-E 3.0, yang pertama kali menggunakan arsitektur AMD GCN, dibangun pada teknologi proses TSMC 28-nanometer. Hanya tiga minggu kemudian, kartu berbasis Tahiti kedua, HD 7950, bergabung dengan 7970, diikuti oleh kartu utama di Cape Verde pada 15 Februari. Kartu kinerja berbasis Pitcairn GPU mencapai rak ritel pada bulan Maret.


Kartu-kartu itu ternyata bagus, tetapi tidak memberikan perbaikan signifikan dibandingkan dengan papan 40-nanometer sebelumnya. Ini, serta harga yang kurang kompetitif, yang telah menjadi standar untuk AMD dengan seri HD 2000, tidak adanya driver WHQL selama dua bulan dan Video Codec Engine (VCE) yang tidak beroperasi membuat antusiasme banyak pengguna dan pengulas potensial.

Bonus dari produk Tahiti adalah konfirmasi bahwa AMD meninggalkan margin kinerja yang besar, yang dapat diperoleh karena overclocking. Itu adalah kompromi antara konsumsi daya, heat sink, dan kecepatan clock, tetapi hal itu menyebabkan frekuensi core dan memori yang konservatif. Mungkin ini juga dipengaruhi oleh kebutuhan untuk mengurangi pernikahan dan meremehkan Nvidia GTX 680/670 berdasarkan Kepler.

Nvidia terus memperluas kemampuan GPU-nya dengan merilis arsitektur Kepler.

Pada generasi sebelumnya, Nvidia memulai dengan chip paling canggih untuk memuaskan pemain konsumen di ceruk kelas atas, dan kemudian melanjutkan proses pengujian yang panjang untuk model profesional (Tesla / Quadro). Dalam beberapa generasi terakhir, pendekatan ini sangat tidak nyaman, sehingga GK107 yang lebih sederhana dan GK104 yang berorientasi kinerja mendapat prioritas di atas GK110 yang kuat.

Agaknya, GK107 diperlukan oleh Nvidia, karena perusahaan memiliki kontrak skala besar dengan OEM seluler, dan itu membutuhkan GK104 untuk segmen desktop atas. Kedua GPU dikirim sebagai chip versi A2. Mobile GK107 (GT 640M / 650M, GTX 660M) mulai dikirimkan ke mitra OEM pada bulan Februari, dan secara resmi diumumkan pada 22 Maret, hari yang sama ketika Nvidia meluncurkan GTX 680 berdasarkan GK104.

Perbedaan lain dari arsitektur GPU Nvidia terbaru adalah bahwa unit shader beroperasi pada frekuensi yang sama dengan inti. Dimulai dengan seri GeForce 8, unit shader beroperasi pada frekuensi yang dua kali atau lebih dari frekuensi inti - 2,67 kali lebih banyak daripada inti di seri 9, dan tepatnya dua kali lebih banyak dari 400 dan 500.

Arti dari perubahan ini adalah bahwa Nvidia mengalihkan fokusnya (pada pasar desktop / ponsel) dari kinerja mentah ke rasio kinerja per watt. Lebih banyak core yang berjalan pada kecepatan yang lebih rendah lebih efisien dalam komputasi paralel daripada core yang lebih sedikit dengan frekuensi ganda. Bahkan, ini merupakan pengembangan lebih lanjut dari perbedaan antara paradigma GPU dan CPU (banyak core, frekuensi rendah, transmitansi tinggi dan penundaan terhadap sejumlah kecil core, frekuensi tinggi, lebih sedikit transmisi dan keterlambatan).

Selain itu, penurunan frekuensi unit shader telah menyebabkan penurunan konsumsi daya; selain itu, Nvidia menghemat lebih banyak pada desain, secara signifikan mengurangi jumlah unit dengan presisi ganda pada chip, serta mempersempit lebar bus ke 256 bit yang lebih utama. Perubahan-perubahan ini, bersama dengan kecepatan inti inti yang relatif sederhana, diperkuat oleh fungsi boost dinamis (overclocking on demand), yang menyebabkan munculnya produk yang jauh lebih seimbang, meskipun dengan biaya kemampuan komputasi yang berkurang. Namun, jika Nvidia mempertahankan fungsi komputasi dan desain bandwidth Fermi, hasilnya akan menjadi desain yang besar dan panas dengan konsumsi daya yang tinggi. Hukum fisika kembali mengubah desain chip menjadi seni kompromi.

Nvidia kembali mengembangkan papan GPU ganda. GTX 690 pada dasarnya ternyata adalah dua GTX 680 yang dihubungkan oleh SLI. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa frekuensi inti maksimum 690 (selama overclocking) adalah 52 MHz lebih rendah. Meskipun kinerjanya masih tergantung pada profil driver SLI, fungsionalitas kartu sangat baik dan penampilannya sepadan dengan merek edisi terbatas yang dikenakannya.

Chip GK 110 menandai keberangkatan dari praktik Nvidia yang biasa merilis GPU pertama dalam seri di bawah panji-panji GeForce. Kartu Tesla K20, tempat chip ini pertama kali muncul, sangat diminati di superkomputer: lebih dari 22.000 unit diperlukan untuk ORNL Cray XK7 Titan, NCSA Blue Waters, CSCS Swiss Todi dan sistem Piz Daint.

Konsumen biasa harus menunggu enam bulan lagi untuk GK110 muncul di kartu GeForce. Kartu itu bernama GTX Titan - kurangnya nomor model numerik memperkuat keinginan Nvidia untuk melihat produk ini sebagai model yang terpisah dari seri Kepler yang ada (dan yang akan datang). Dengan harga $ 999, Titan ditujukan untuk pasar penggemar grafis. Nvidia juga meningkatkan daya tarik jalurnya untuk para peneliti dan profesional anggaran - untuk pertama kalinya, perusahaan mengizinkan kartu GeForce untuk mempertahankan fungsi komputasi yang sama dengan Tesla dan Quadro profesional.


Nvidia GeForce GTX Titan

Kartu ini dengan cepat memperoleh status pemimpin benchmark gaming, terutama terbukti dalam resolusi multi-monitor dengan antialiasing super-sampel diaktifkan. Namun, ketidakpedulian Nvidia untuk mendukung driver OpenCL dan munculnya game baru dalam kemitraan dengan program AMD Evolved Gaming, bersama dengan harga yang mahal, telah mengurangi pengaruh Titan.

Pada bulan Juni, AMD menyiapkan jawabannya dengan merilis HD 7970 GHz Edition, yang meningkatkan frekuensi inti sebesar 75 MHz dengan kemampuan overclocking tambahan 50 MHz lainnya (yang bertentangan dengan perubahan frekuensi dinamis yang diusulkan oleh Nvidia). Edisi GHz memiliki frekuensi yang kemungkinan kartu akan dirilis pada bulan Januari.

Sayangnya untuk AMD, audiens target produk ini telah menentukan bahwa model standar karena overclocking biasanya mampu tingkat kinerja yang sama (jika bukan yang terbaik), dan pada saat yang sama memiliki harga dan tegangan inti yang jauh lebih rendah. AMD merilis HD 7950 Boost untuk HD 7970 GHz Edition.