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Erste reale Daten zu nVidias GM200-Chip: 3072 Shader-Einheiten an einem 384 Bit DDR Speicherinterface

Aus unserem Forum kommt die Entdeckung eines Eintrags zu einer laufenden GM200-Grafikkarte in der SiSoft-Datenbank, welche auch einige technische Daten zu dieser Karte bereithält. Da hier ein Vorserien-Sample mit unbekannter Zielsetzung (Gamer- oder Profi-Lösung) am Start war, sind die Daten nicht gänzlich auf die Goldwaage zu legen, zeigen aber dennoch die Richtung an, in welche nVidia mit dem GM200-Chip gehen kann und (wahrscheinlich zum Jahreswechsel) auch gehen wird.

So scheinen sich die zuletzt geäußerten Vermutungen zu bestätigen und der GM200-Chip mit 3072 Shader-Einheiten an einem 384 Bit DDR Speicherinterface anzutreten. Gänzlich auf die Goldwaage legbar ist die Anzahl der Shader-Einheiten noch nicht, weil nVidia anfänglich natürlich mit deaktivierten Hardware-Einheiten operieren könnte – was sich bei der vermuteten Chipgröße nahe 600mm² anbietet, andererseits sich aufgrund der Ausgereiftheit der 28nm-Fertigung auch nicht mehr zwingend aufdrängt. Zudem wird es aufgrund der bekannten Größe des GM204-Chips schon schwierig, noch mehr Shader-Einheiten in jene grob 600mm² hineinzupressen – so daß derzeit alle Chancen auf maximal 3072 Shader-Einheiten stehen, das ganze halt nur eben noch nicht vollkommen sicher ist. Gleiches gilt für das 384 Bit DDR Speicherinterface sowie die 3 MB Level2-Cache – beides dürften im Normalfall die Maximal-Angaben zum GM200-Chip darstellen:

    nVidia GM200

  • sicher:  28nm-Fertigung von TSMC
  • geschätzt:  ~8 Milliarden Transistoren auf ~600mm² Chipfläche
  • vermutlich:  Maxwell 2.0 Architektur
  • vermutlich:  DirectX 11.2b
  • angenommen:  6 Raster-Engines
  • ziemlich sicher:  3072 Shader-Einheiten in 24 Shader-Clustern (SMX)
  • wahrscheinlich:  192 Textureneinheiten (TMUs)
  • wahrscheinlich:  96 Raster Operation Units (ROPs)
  • ziemlich sicher:  3 MB Level2-Cache
  • ziemlich sicher:  384 Bit DDR GDDR5-Speicherinterface
  • möglicher Speicherausbau:  6 oder 12 GB GDDR5
  • möglicher Chiptakt:  Grundtakt ~1100 MHz, bis zu ~1400 MHz Boost-Takt
  • möglicher Speichertakt:  3000 MHz
  • Performance-Prognose:  +30% bis +40% zur GeForce GTX 980
  • möglicher Release:  Jahreswechsel 2014/2015
  • mögliche Verkaufsnamen:  GeForce GTX Titan X oder GeForce GTX Titan II

Daß das für SiSoft benutzte Testsample gleich 12 GB Speicher trug, muß im übrigen nicht bedeuten, daß es sich hierbei um die kommenden default-Speicherbestückung handelt – denn gerade Testsamples werden oftmals mit der maximal machbaren Speicherbestückung ausgerüstet, welche dann üblicherweise nur im Profi-Segment benutzt wird. Wahrscheinlicher ist, daß nVidia die Gamer-Ausführungen auf Basis des GM200-Chips (wie die originale GeForce GTX Titan) mit 6 GB Grafikkartenspeicher ins Rennen schicken wird. Ähnliches gilt zu den Taktraten, welche primär zum gründlichen Austesten des Testsamples derart hoch angesetzt worden sein dürften – eine Gewißheit, daß Gamer-Grafikkarten auf GM200-Basis ähnlich takten, kann man daraus nicht ableiten. Beim vorhergehenden GK110-Chip waren jedenfalls deutlich niedrigere Taktraten als beim kleineren GK104-Chip üblich, ähnlich könnte es hier auch laufen.

Da derzeit aber keine anderen Angaben existieren, läßt sich bezüglich der Taktraten derzeit nur mit jenen 1100/?/3000 MHz rechnen, welche in der SiSoft-Datenbank notiert wurden. Die ebenfalls angegebenen 1400 MHz Boost-Takt sind dagegen nicht ernstzunehmen – hierbei handelt es sich nicht um den üblicherweise angegebenen durchschnittlichen Boost-Takt, sondern aller Wahrscheinlichkeit nach die höchste Taktrate, welche dieses Testsample in der Praxis in einem SiSoft-Benchmark erreichte. Daraus kann man natürlich nur eher fehlerbehaftet auf einen durchschnittlichen Boost-Takt spekulieren, der Einfachheit halber rechnen wir für den nachfolgenden Rohleistungs-Vergleich mit dem durchschnittlichen realem Boost-Takt der GeForce GTX 980 (im Referenzdesign) von 1144 MHz:

Daraus ergibt sich die einfache Aussage, daß der GM200-Chip in faktisch jeder Disziplin um 50% mehr Rohpower gegenüber dem GM204-Chip in Form der GeForce GTX 980 hat, bei der Speicherbandbreite allerdings nur um +28%. Dies ist ein klar geringerer Abstand als "früher" zwischen GK110 (GeForce GTX 780 Ti) und GK104 (GeForce GTX 770), wo sich Unterschiede in der Rohpower von +50% bis +67% ergaben. Ergo sollte auch der GM200-Chip der GeForce GTX 980 letztlich nicht so deutlich davonziehen können, wie dies in der Kepler-Generation zwischen GeForce GTX 680 (Perf.Index 360%) und GeForce GTX Titan (Perf.Index 480%) oder zwischen GeForce GTX 770 (Perf.Index 380%) und GeForce GTX 780 Ti (Perf.Index 530%) zu beobachten ist.

Dies dämpft das Performance-Potential des GM200-Chips etwas – was aber angesichts der Hardware-Ansetzungen bereits so erwartet wurde. Ausgehend von der bekannten Effizienz der Maxwell-Architektur dürfte dennoch eine rekordbrechende Performance möglich sein, wahrscheinlich irgendwo in Richtung GeForce GTX 980 +30%. Sofern nVidia die genannten hohen Taktraten tatsächlich auch bei Gamer-Grafikkarten anbietet, wären auch GeForce GTX 980 +40% möglich. Dies ergäbe im 3DCenter Performance-Index utopisch anmutende Werte von ~740% bis ~800%, nahe dem Leistungspotential der aktuellen DualChip-Lösungen Radeon R9 295X2 (Perf.Index 840%) und GeForce GTX Titan Z (Perf.Index ~840%).

Leider immer noch unklar ist die Releasestrategie von nVidia beim GM200-Chip: Angenommen wird, daß jener irgendwo um den Jahreswechsel oder spätestens im Frühjahr 2015 vorgestellt werden wird – aber dies muß überhaupt nicht bedeuten, daß es dann kaufbare Gamer-Grafikkarten auf GM200-Basis geben wird. nVidia könnte immer noch die Variante verfolgen, zuerst den professionellen Markt mit (sehr renditeträchtigen) GM200-Karten zu beliefern und den Gamer-Markt erst dann GM200-basierte Produkte zukommen zu lassen, wenn die Produktion an GM200-Chip so gut läuft, daß ausreichende Stückzahlen für beide Märkte vorhanden sind. An dieser Stelle kann sich schnell eine Verschiebung (der Gaming-Lösungen) um mehrere Monate ergeben, trotz daß der GM200-Chip bereits in anderen Märkten steht.

Günstig wird es zudem keinesfalls werden, nVidia dürfte erneut den Titan-Brand mit dementsprechendem 999-Dollar-Preispunkt melken wollen. Günstigere GM200-Ausführungen sind zu einem späteren Zeitpunkt wahrscheinlich, aber anfänglich dürfte nVidia auf der Exklusivität des Produkts (und dessen Preispunkts) bestehen wollen. Wirklich effektiv dürften GM200-Grafikkarten damit gegenüber der GeForce GTX 980 nicht werden – 30% bis 40% Mehrperformance gegenüber grob 100% Mehrpreis sind eigentlich kein sinnvoller Tausch. Angesichts der aktuellen nVidia-Höhenflüge dürfte der Markt aber auch dies wohl mitmachen, zumindest unter den eingefleischten Grafikkarten-Enthusiasten schart man schon hörbar mit den Hufen zugunsten von GM200-Grafikkarten.