ZOTAC GeForce GTX 1080 AMP! Extreme

NVIDIA fertigt seine neue GPU-Generation im aktuellen 16nm FinFET Verfahren bei TSMC. Mit einer Chipgröße von 314mm² bringt es der GP104 Grafikprozessor der GeForce GTX 1080 auf 7,2 Milliarden Transistoren. Zum Vergleich, der Vollausbau in Form des GP100 bringt auf einer Chipfläche von 610mm² 15,3 Milliarden Transistoren unter. Vergleicht man die Packdichte von Pascal mit der Vorgängergeneration „Maxwell“, so fällt auf, dass die Packdichte (Millionen Transistoren pro mm²) durch den neuen Fertigungsprozess und den komplexeren GPU-Aufbau um rund 75 Prozent gestiegen ist. Der im alten 28nm Prozess gefertigte GM200 Grafikprozessor der GeForce GTX 980 Ti kommt mit rund 8 Milliarden Transistoren bei 601mm² Chipgröße auf eine Packdichte von 13,3.


Mit dem Sprung von Kepler (GeForce 700 Serie) auf Maxwell (GeForce 900 Serie) hat NVIDIA die Shadereinheiten grundlegend überarbeitet und effizienter gemacht. Bei Pascal kommen diese Einheiten unverändert zum Einsatz. NVIDIA setzt auch den GP104 aus vier Graphics-Processor-Clustern (GPCs) zusammen. Anders als bei Maxwell gruppiert NVIDIA in jedem GPC allerdings nun fünf anstatt vier Streaming-Multiprozessoren (SMs) und erreicht damit mehr Shader- und Textureinheiten auf dem Chip. Beim Aufbau der SMs ist NVIDIA allerdings dem gültigen Schema treu geblieben, jeder SM setzt auf 128 Shadereinheiten (ALUs), acht Textur-Mapping-Units (TMUs), zwei separate L1 Caches, ein 256 KByte großer Registerspeicher sowie einen 96 KByte großen Shared-Memory. Insgesamt bringt es der GP104 auf der GeForce GTX 1080 damit auf 2.560 Shader- und 160 Textureinheiten.


Geblieben sind auch die insgesamt 64 Raster-Operation-Processors (ROPs). Diese sind ebenfalls in ihrem Design und Anordnung von Maxwell übernommen worden. In einer ROP-Partition vereint NVIDIA damit je acht ROPs und einen 256 KByte L2-Cache, womit dann insgesamt 64 Einheiten 2 MByte Cache gegenüberstehen.

Auch wenn NVIDIA das Speicherinterface beim GP104 erneut mit 256 Bit bemessen hat, handelt es sich dennoch um einen neuen Speichercontroller. Zum Einsatz kommt hier erstmals Speicher vom Typ GDDR5X. Im Vergleich zum traditionellen GDDR5 Speicher kommt dieser mit einer verdoppelten Sample-Rate daher und kann bei gleichem Takt die Bandbreite damit verdoppeln. NVIDIA setzt bei der GeForce GTX 1080 derzeit auf 8 GByte GDDR5X in der schnellsten und einzig verfügbaren Variante mit einer Bandbreite von 10 Gbps. Insgesamt acht 1 GByte Chips bilden die Konfiguration der GeForce GTX 1080. Den Verzicht auf HMB2-Speicher erklärt NVIDIA vor allem mit den höheren Kosten, welche man für den Consumer-Markt derzeit zu hoch bewertet hat.