GeForce 200

GeForce 200系列，代號D10U，是NVIDIA的第十代GeForce顯示晶片，NVIDIA稱GTX 200核心採用了第二代的統一架構。相對第一代，顯示核心除了專注立體效能的提升外，更專注非傳統的GPU套用。NVIDIA認為，隨著GPU的效能愈來愈大，可套用的範圍再不局限於立體計算，而GPU絕對有能力取代CPU，成為高效能運算的工具。為了凸顯第二代統一架構的功能，NVIDIA將顯示卡的命名法則改變，不再是GeForce加上代表世代的數字。而是GeForce GTX、GeForce GT、GeForce GS和GeForce G。它們分別代表旗艦級、高端、中端和入門。

基本介紹

• 中文名：GeForce 200
• 代號：D10U
• 作用：GeForce顯示晶片
• 套用的範圍：成為高效能運算的工具

背景

首個產品GeForce GTX 280於2008年6月16日推出，是一款高端產品。隨後推出了中端的GTX 260。GTX 200系列擁有 65nm 製程的高階 D10U。與AMD不同，NVIDIA依然先推出單核心的旗艦級顯示卡，再將其功能削減，成為中低端的顯示卡。面對著對手AMD的Radeon R700顯示核心，GTX 200顯示核心顯得太複雜和成本高，不能與之有效競爭。所以NVIDIA即時將GeForce 9800 GTX降價，並提升其製程至55nm，再推出GeForce 9800 GTX+顯示卡。有訊息指在2009年1月8日開幕的CES 2009電子大展推出55nm版本的GT206核心及兩款新卡GTX285、GTX295。
背景

架構

NVIDIA稱第二代的統一架構，效能是上一代的1.5倍。核心的代號是D10U，採用65nm製程，擁有14億個電晶體。是第一款顯示核心的電晶體數量突破十億大關，但是它仍然不支援DirectX 10.1和Smart Shader 4.1。最能反映實際性能的流處理器方面，由上一代的128個，提升到240個。另外，它支援雙精度和64位元浮點運算。

第二代統一架構

在GTX 280顯示核心中，總共有十個流處理器陣列。每個陣列中有24個流處理器，當中又以8個為一組。每一組流處理器都擁有獨立的本地記憶體，亦即是8個流處理器共享1個本地記憶體。本地記憶體的容量由16KB提升到32KB。另外，每一個陣列都有其獨立的L1緩衝記憶體，亦即是24個流處理器共享一個L1緩衝記憶體。加起來，GTX 280核心擁有240個流處理器。

GTX 200有兩個計算模式。一個是繪圖模式，另一個是並行處理模式。比較特別的是執行緒排序器，當執行緒在讀寫記憶體的時候，為了不耽誤整個計算，會直接計算另一項資料。這樣可以提升並行處理的效率，提升GPGPU的效能。

自上一代的G80開始，NVIDIA已放棄採用SIMD架構，改用全新的MIMD架構。在G80顯示核心中，所有的流處理器都是1D標量形式。NVIDIA認為這樣做最有效率，因為不用再顧忌數據是1D抑或是4D，所有的數據都會分折成標量1D。而對手AMD的顯示核心，依然是4D+1D架構。雖然NVIDIA的做法效率較高，但成本和複雜度亦較高，比較難大幅增加流處理器的數量，因為每一個流處理器都需要一個指令發射連線埠。而AMD的顯示核心方面，由於一個4D+1D的流處理器才需要一個指令發射連線埠，所以比較容易提升處理器的數量。

流處理器

上一代的G80核心中，每一個流處理器陣列有兩組流處理器。而在GTX 200系列顯示核心中，陣列數量提升為3組。每組流處理器的可執行執行緒數量，亦由768條提升列1024條。另外，每一個陣列都有8個紋理單元。

ROP

數量和效率都有所提升，有效改善AA性能。

快取

8個流處理器會共享32KB的本地記憶體；而3組總共24個流處理器會共享一個L1快取，減少對外部記憶體的依賴。

顯示記憶體

每一個顯示記憶體控制器的頻寬是64-bit，而GTX 280核心有8個控制器，總共的頻寬是512-bit。容量方面，由512MB提升到1GB。

其他技術

PhysX物理引擎

2008年2月，NVIDIA收購了AGEIA公司，取得有關的PhysX物理引擎技術。過去，該引擎必須以自家的物理加速卡作硬體加速，或者以CPU作軟體加速。隨著NVIDIA收購AGEIA，公司己著手改裝有關引擎，使之可以透過顯示核心加速該引擎。NVIDIA已推出用於顯示卡加速的PhysX物理引擎驅動程式，在3DMark Vantage的測試中，CPU的得分受惠於顯示核心硬體加速了物理引擎，分數大幅上升。但採用該引擎的遊戲始終較少，分數能否反映事實仍是未知之數。

對手AMD則採用了Havok物理引擎作為解決方案。現時，Havok是Intel的子公司。而Havok亦答應將為其物理引擎，最佳化AMD的CPU和GPU。包括最新的Phenom處理器和Radeon R700顯示卡。

CUDA

NVIDIA認為，流處理器的地位可與CPU核心作比較。而一顆顯示核心，有多個的流處理器，使到顯示卡非常適合作並行計算之用。NVIDIA有另一個產品線－NVIDIA Tesla，就是將顯示核心包裝為GPGPU產品。用來加速或者計算通用計算，亦即是非單純立體計算。CUDA可以讓程式員使用C語言，來使用顯示核心作為加速器。對手AMD認為，CUDA始終是閉源產品，並不會取得成功，所以推薦使用者使用另一個標準－OpenCL。有趣的是，NVIDIA同樣是參與了該計畫。

對於家用者來說，CUDA可以用來加速高清視頻的編碼。NVIDIA報稱效率是利用CPU的20倍，縱使某些算法仍然是交由CPU處理，使到CPU使用率仍然維持20%左右。亦說明顯示核心並不是可以處理所有的算法。另外，Folding@home科學計算項目已開始支援NVIDIA的顯示卡。

Hybrid SLI

配合NVIDIA的AMD平台晶片組，例如780a或者750a晶片組，就可以啟動Hybrid SLI功能。在閒置的時候，獨立顯示卡會完全關閉，只啟動整合式顯示核心，這樣就可以達到節能的效果。

PowerPlay

在不同的模式下，GPU會根據實際使用率去自行調整核心頻率。另外，某些不在使用中的模組可以關閉，以節省電源。

產品系列

第一次發布

GeForce GTX 280

已停產。核心擁有240個流處理器，顯示記憶體頻寬是512-bit，顯存為1GB GDDR3。

GeForce GTX 260

定位是中高端顯示卡，部分廠商己下調其價格到150美元，用作與Radeon HD 4870競爭。核心的流處理器數量下降至192個，顯示記憶體頻寬是448-bit。隨後，為了對抗Radeon HD 4870，NVIDIA會推出新版本的GTX 260核心，流處理器數量上升至216個，而廠商一般會使用GTX 260+作為型號以作分辨。

第二次發布

GeForce GTX 295

最新旗艦級。GeForce GTX 295擁有兩顆55nm GT206顯示核心，產品設計與GeForce 9800GX2相近。兩核心合共擁有480個流處理器，配備1792MB的GDDR3顯存，位寬896-bit，核心頻率為576MHz，核心頻率為1242MHz，顯存頻率為1998MHz〈DDR 999MHz〉[2]。整卡功耗達289W，需要1個6pin及1個8pin外接供電接口。卡上提供了一個SLI橋接接口，用作支援雙卡並聯的Quad SLI模式。

GeForce GTX 285

相當於GTX 280的55nm GT206核心版本。同樣擁有240個流處理器、512-bit顯存位寬和1GB GDDR3顯存。顯存頻率未確定，但估計比GTX 280為高。功耗由GTX 280的236W降至183W，並只需要2個6pin外接供電接口。