GeForce 700 [Nvidia | 2013]

GeForce 700 시리즈(스타일화된 GEFORCE GTX 700 SERIES)는 Nvidia에서 개발한 그래픽 처리 장치(GPU) 시리즈이다. 주로 Kepler 마이크로아키텍처(GK 코드명)의 리프레시 모델이지만, 일부 카드는 Fermi(GF)를 사용하고 이후의 카드는 Maxwell(GM)을 사용한다. GeForce 700 시리즈는 2013년에 처음 출시되었으며, GeForce GTX Titan이 2013년 2월 19일에 출시되었고, GeForce GTX 780은 2013년 5월 23일에 출시되었다. 첫 모바일 GeForce 700 시리즈 칩은 2013년 4월에 출시되었다.

 

GK110은 계산 성능을 목표로 설계되어 있으며 71억 개의 트랜지스터를 포함하고 있다. 이 모델은 가능한 많은 작업을 병렬로 실행하여 에너지 효율을 극대화하려고 한다. GK110에서는 레지스터 파일과 L2 캐시의 메모리 공간과 대역폭이 이전 모델들보다 증가했다. SMX 레벨에서 GK110의 레지스터 파일 공간은 256KB로 증가했으며, Fermi의 32K 32bit 레지스터에서 128KB에서 64K 32bit 레지스터로 변경되었다. L2 캐시 또한 최대 1.5MB로 증가했으며, 이는 GF110보다 두 배 크다. L2 캐시와 레지스터 파일 대역폭도 두 배로 증가했다. 레지스터가 부족한 상황에서 성능도 개선되었으며, 각 스레드가 사용할 수 있는 레지스터의 수가 63개에서 255개로 증가했다.

 

 

 

 

GK110에서는 또한 GPU 텍스처 캐시가 컴퓨팅 용도로 개선되었다. 텍스처 캐시는 48KB 크기로, 컴퓨팅에서 읽기 전용 캐시로 사용되어 정렬되지 않은 메모리 접근 작업에 특화되었다. 또한, ECC(오류 수정 코드)를 사용하는 작업에 안전하게 사용할 수 있도록 오류 감지 기능이 추가되었다.

 

Kepler GPU는 최신 Nvidia 드라이버에서 동적 슈퍼 해상도(DSR) 기능을 지원한다.

 

GeForce 700 시리즈는 GK104와 GK110의 특성을 모두 포함하고 있으며, GeForce 제품군에 다음과 같은 표준 기능을 추가한다.

 

GK104에서 파생된 기능:

• PCI Express 3.0 인터페이스
• DisplayPort 1.2
• HDMI 1.4a 4K x 2K 비디오 출력
• Purevideo VP5 하드웨어 비디오 가속(최대 4K x 2K H.264 디코드)
• 하드웨어 H.264 인코딩 가속 블록(NVENC)
• 최대 4개의 독립적인 2D 디스플레이 또는 3개의 입체/3D 디스플레이 지원(NV Surround)
• Bindless 텍스처
• GPU 부스트
• TXAA
• TSMC의 28nm 공정으로 제조

GK110에서 새로 추가된 기능:

• 계산 중심 SMX 개선
• CUDA 계산 기능 3.5
• 새로운 셔플 명령
• 동적 병렬성
• Hyper-Q (Hyper-Q의 MPI 기능은 Tesla 전용)
• Grid 관리 장치
• Nvidia GPUDirect(GPU Direct의 RDMA 기능은 Tesla 및 Quadro 전용)
• GPU 부스트 2.0

GK110에서의 주요 변화는 계산 성능을 높이기 위한 것이다. GK104와 가장 큰 차이점은 8개의 전용 FP64 CUDA 코어 대신 최대 64개의 FP64 코어를 제공하여 FP64 처리 성능을 8배 향상시킨 것이다. SMX는 또한 레지스터 파일 공간이 확장되어 256KB로 증가했으며, 텍스처 캐시도 개선되었다. 텍스처 캐시는 48KB 크기로, 읽기 전용 캐시로 컴퓨팅 작업에 사용된다.

새로운 셔플 명령은 워프 내의 스레드가 데이터를 공유할 때 메모리로 돌아갈 필요 없이 더 빠르게 처리할 수 있게 해준다. 원자 연산도 개선되어 실행 속도가 빨라졌으며, FP32 데이터에서만 가능했던 FP64 연산이 새로 추가되었다.

 

NVENC와 Hyper-Q도 GeForce 700 시리즈에서 중요한 기능이다. Hyper-Q는 GK110에서 하드웨어 작업 큐를 1개에서 32개로 확장하여, 여러 작업 스트림을 별도의 SMX에 할당하여 더 높은 활용도를 달성할 수 있게 한다. 이를 통해 MPI 기반의 알고리즘을 더욱 효율적으로 처리할 수 있다.

 

GeForce 700 시리즈는 DirectX 11.0을 완벽하게 지원하며, 모든 GeForce 700 시리즈 카드는 DirectX 12.0을 지원하지만, 11_0 기능 수준에서만 지원한다.

 

동적 병렬성 기능은 커널이 다른 커널을 실행할 수 있는 기능을 제공한다. 이전에는 CPU만 커널을 실행할 수 있었지만, GK110은 커널이 직접 자식 커널을 실행하도록 하여 CPU와의 통신을 줄여 시간을 절약하고, CPU가 다른 작업을 할 수 있도록 한다.

 

GeForce 700 시리즈는 주로 데스크탑 아키텍처를 위해 설계되었으며, 시간이 지나면서 더 저렴하고 성능이 낮은 제품들이 출시될 예정이었다. Kepler는 DirectX 11.1 기능을 지원하지만, Nvidia는 Kepler에서 4개의 비게임 관련 기능을 하드웨어로 활성화하지 않았다.

 

GeForce 700 시리즈에는 다양한 모델들이 포함되어 있으며, 다양한 성능을 제공한다.