Wir kommen noch einmal zurück auf die Spezifikationen zur GeForce GTX 460 [1] und die sich daraus ergebenden Erkenntnisse zum GF104-Chip von nVidia: Die zugrundeliegende Quelle in Form des Heise Newstickers [2] hat die Anzahl der Textureneinheiten der GeForce GTX 460 zwar nicht explizit erwähnt, aus der angegebenen Texturierleistung von 37,8 GPix/sec ergibt sich auf dem Chiptakt von 675 MHz jedoch eindeutig die Anzahl von 56 aktiven TMUs bei der GeForce GTX 460 – und damit klar mehr als bei der GF100-basierten GeForce GTX 465 mit deren 44 TMUs. Sofern man davon ausgeht, daß der GF104-Chip im Vollausbau über 384 Shader-Einheiten verfügt, würde dieser dann auch 64 Textureneinheiten im Vollausbau haben – genausoviel im übrigen wie der GF100-Chip im Vollausbau.
nVidia hat damit an den Shader-Clustern des GF100-Chip herumgewerkelt – mit dem Resultat, daß einer dieser Shader-Cluster nicht mehr 32 Shader-Einheiten und 4 TMUs wie noch beim GF100-Chip trägt, sondern beim GF104-Chip ein Shader-Cluster wahrscheinlich 24 Shader-Einheiten und 4 TMUs umfaßt. Ganz sicher ist dies nicht, es könnte auch ein Modell mit 48 Shader-Einheiten und 8 TMUs sein – dies würde allerdings eine etwas größere Anpassungsarbeit erfordern und zudem die Tesselations-Leistung bei den kommenden kleineren Fermi-Chips minimieren. Denn schließlich verfügt jeder der Shader-Cluster über seine eigene Tesselationseinheit, was die starke Tesselations-Leistung der GF100-basierten Grafikkarten erklärt. Mit dem GF104-Chip und dem Modell von 24 Shader-Einheiten samt 4 TMUs in einem Shader-Cluster würde nVidia die Tesselations-Leistung relativ gesehen sogar steigern, da bei diesem Modell die Anzahl der Shader-Cluster und damit der Tesselationseinheiten zwischen GF100- und GF104-Chip mit 16 identisch wäre.
Der GF104-Chip hätte in diesem Modell (taktnormiert) keine höhere Tesselationsleistung als der GF100-Chip, aber immerhin die gleiche – was angesichts der geringeren Anzahl an Shader-Einheiten und des niedrigeren Preispunkte entsprechender Grafikkarten auch beachtbar ist. Wie gesagt gibt es hier auch einen Gegenentwurf, wo ein GF104 Shader-Cluster aus 48 Shader-Einheiten und 8 TMUs besteht, in diesem hätte der GF104-Chip dann nur 8 Shader-Cluster sowie 8 Tesselationseinheiten, ergo die Hälfte des GF100-Chips. Dies ist eine denkbare Variante, weil sie Transistoren spart, allerdings untergräbt sie die mittel- und langfristigen Aussichten von DirectX11-Tesselation etwas: Denn bei den kleineren Fermi-Abwandlungen GF106 und GF108 werden natürlich entsprechend weniger Shader-Cluster verbaut werden, je nach Denkmodell beim GF108-Chip um den Faktor 3 oder 4 weniger.
Bei einer gegenüber dem GF100-Chip abgesenkten Tesselationsleistung des GF104-Chips würde der GF108-Chip dann bei einer Tesselationsleistung von nur noch 1/6 oder 1/8 zum GF100-Chip landen – und damit nominell auf dem Niveau von ATIs RV870/Cypress-Chip, der in dieser Frage bekannterweise als unmodern gilt, was ATI auch mit der nachfolgenden Southern-Islands-Generation [3] entscheidend ändern will. Dies aber würde nVidias Ansinnen konterkarieren, mit der Fermi-Generation eine durchgehend überzeugende Tesselationsleistung zu bieten – vor allem, weil Tesselation ein Feature ist, welches sich schlecht zwischen Grafikchips verschiedener Preissegmente skalieren läßt. Denn während die bei LowCost-Grafikchips üblicherweise benutzte kleinere Auflösung oder/und der Verzicht auf Anti-Aliasing die Leistungsanforderungen an diesen Chip derart absenken, daß auch dieser kleinere Chip noch moderne Spiele ableisten kann, lassen sich mit diesen Maßnahmen die Anforderungen an die Tesselation kaum senken.
| GF104 | GF100 |
|---|---|
| Shader-Cluster mit 24 Shader-Einheiten, 4 Textureneinheiten und einer Tesselationseinheit pro Shader-Cluster | Shader-Cluster mit 32 Shader-Einheiten, 4 Textureneinheiten und einer Tesselationseinheit pro Shader-Cluster |
| Verhältnis SM zu TMU 6:1 | Verhältnis SM zu TMU 8:1 |
| taktnormiert 33 Prozent höhere Texturier- und Tesselations-Leistung des GF104-Chips gegenüber dem GF100-Chip pro Shader-Einheit | taktnormiert 33 Prozent höhere Shader-Leistung des GF100-Chips gegenüber dem GF104-Chip pro Shader-Cluster |
Sprich: Ob LowCost-Grafikkarte auf niedriger Auflösung oder HighEnd-Grafikkarte auf hoher Auflösung mit Anti-Aliasing, die Anforderungen an beide Grafikkarten bezüglich der Tesselationsleistung sind immer dieselben (sofern man nicht den Tesselationsgrad heruntersetzt, was aber den Sinn von Tesselation untergräbt). Wenn man DirectX11-Tesselation als durch die Spieleentwickler breit genutztes Feature durchsetzen will, müssen demzufolge auch die LowCost- und Mainstream-Grafikkarten über eine ausreichende Tesselationsleistung verfügen. Daß diese bei LowCost-Grafikkarten nie ganz so hoch sein kann wie bei HighEnd-Grafikkarten, ist klar, aber das vorhin genannte Verhältnis von 1/6 bis 1/8 der Tesselationsleistung des GF100-Chips beim GF108-Chip erscheint als zu niedrig für diese Anforderung.
Sofern nVidia es also Ernst meint mit der hohen Tesselationsleistung bei der Fermi-Generation, sollten der Abschlag der LowCost- und Mainstream-Modelle bei der Tesselationsleistung nicht zu hoch ausfallen, was letztlich dem Modell mit 24 Shader-Einheiten und 4 TMUs in einem Shader-Cluster bei GF104, GF106 und GF108 in die Hände spielt – dann hätte der GF108-Chip immerhin noch 1/3 oder 1/4 der Tesselationsleistung des GF100-Chips. Letztlich entspricht dies auch dem Grundgedanken des GF104-Chips, welcher bei diesem Modell der Shader-Cluster mehr Texturierleistung und mehr Tesselationsleistung pro Shaderleistung gegenüber dem GF100-Chip auf die Waage bringt – alles vorteilhaft für die noch folgenden kleineren Grafikchips der Fermi-Generation. Was gleich auch das Stichwort für die nächste offene Frage ist: Mit welcher Anzahl an Shader-Einheiten die Chips GF106 und GF108 antreten werden.
Hierzu sind wir bisher von glatten Halbierungen des GF104-Chips ausgegangen, den wir wie gesagt auf 384 Shader-Einheiten im Vollausbau einschätzen: Beim GF106 wären dies dann 192 Shader-Einheiten und beim GF108 ergo 96 Shader-Einheiten. Es gibt hierzu aber auch andere denkbare Modelle – wenngleich das hier und da genannte Modell mit 256 Shader-Einheiten für den GF106 und 128 Shader-Einheiten beim GF108 zwar auf den ersten Blick rund aussieht, aber technisch nahezu unmöglich ist: Alle Rechen-Einheiten im GF104-Chip müssten hierfür um den Faktor 1,5 (GF106) bzw. 3 (GF108) geteilt werden, was schon allein bei den Textureneinheiten scheitert: 64 TMUs lassen sich nunmal schlecht durch 1,5 oder 3 teilen. Allerdings ist die zugrundeliegende Idee einer näheren Zusammenrückung der Chips GF104, GF106 und GF108 nicht so abwegig und auch die Stückelungen 1/1,5 und 1/3 sind doch machbar.
| Modell 1 Stückelung 1/2/4 |
Modell 2 Stückelung 1/1,5/3 |
|
|---|---|---|
| GF104 | 4 Raster Engines, 384 Shader-Einheiten, 64 TMUs, 32 ROPs, 256 Bit DDR Interface (bis GDDR5) | 3 Raster Engines, 360 Shader-Einheiten, 60 TMUs, 32 ROPs, 256 Bit DDR Interface (bis GDDR5) |
| GF106 | 2 Raster Engines, 192 Shader-Einheiten, 32 TMUs, 24 ROPs, 192 Bit DDR Interface (bis GDDR5) | 2 Raster Engines, 240 Shader-Einheiten, 30 TMUs, 24 ROPs, 192 Bit DDR Interface (bis GDDR5) |
| GF108 | 1 Raster Engine, 96 Shader-Einheiten, 16 TMUs, 16 ROPs, 128 Bit DDR Interface (bis GDDR5) | 1 Raster Engine, 120 Shader-Einheiten, 20 TMUs, 16 ROPs, 128 Bit DDR Interface (bis GDDR5) |
Dafür müsste der GF104-Chip im Vollausbau nicht mit 384 Shader-Einheiten und 64 TMUs antreten, sondern schlicht "nur" mit 360 Shader-Einheiten und 60 TMUs. Die beiden letztgenanten Werte lassen sich perfekt durch 1,5 oder 3 teilen, so daß der GF106-Chip dann mit 240 Shader-Einheiten und 40 TMUs sowie der GF108 mit 120 Shader-Einheiten und 20 TMUs antreten könnte. Alle diese genannten Werte würden im übrigen perfekt zu Shader-Clustern mit jeweils 24 Shader-Einheiten und 4 TMUs passen (bei 360 Shader-Einheiten für den GF104-Chip ist gar nur noch dieses Modell möglich), alle entsprechenden Verhältnisse der Einheiten untereinander ergeben ganze Zahlen, sind also technisch machbar. Es bleibt natürlich abzuwarten, welche Anzahl an Hardware-Einheiten nVidia diesen Chips wirklich mit auf den Weg gegeben hat, denkbar sind derzeit wie gesagt die Varianten 384-192-92 oder 360-240-120, nicht aber 384-256-128 (Anzahl der Shader-Einheiten, jeweils in der Reihenfolge GF104-GF106-GF108).