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GeForce 800系列
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GeForce 800系列，是英伟达研发的图形处理器产品系列，用于笔记本电脑平台。此代显示核心将采用新的Maxwell微架构（芯片代号将以‘GM’开头），以苏格兰理论物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦的名字命名。2014年初悄然发表的行动型显示核心GeForce 820M，尽管列入GeForce 800系列，但仍采用GeForce 500系列‘Fermi’架构的GF117显示核心，因此仅仅是旧型号显示核心更名而已。[1][2]首款基于Maxwell微架构的显示核心实际为GeForce 700系列上的GeForce GTX 750以及750 Ti。[3][4][5]后来，NVIDIA也陆续发布移动平台的GeForce 800M系列的其他型号，除GeForce 830M、840M、GTX 850M以及GTX 860M的部分批量以外，其余的均使用旧有显示核心。NVIDIA宣布新一代Maxwell核心的首发两款产品将被命名为NVIDIA GeForce 900系列，分别为GTX 970和GTX 980。[6][7]而预计GeForce 800系列将使用在OEM市场，就像之前的GeForce 100和GeForce 300系列。
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概观
用于GeForce 800系列上的‘Maxwell’显示核心架构，是用于GeForce 600以及700系列‘Kepler’显示核心架构的下一代，将首次在显示核心上内置ARM架构的CPU核心。[8][9]NVIDIA的CEO黄仁勋称，这样做使得GPU更加独立于主CPU[10]。NVIDIA称‘Maxwell’显示核心架构对比‘Kepler’架构，会有更高的图形处理性能、更简化的可编程性以及更好的能效比。[11]
2010年9月NVIDIA宣布下一代显示核心架构‘Maxwell’。[12]首款基于‘Maxwell’架构的消费级显示核心的产品将于2014年早期发卖。[13]稍后将有基于‘Maxwell’显示核心的NVIDIA Tesla运算卡以及NVIDIA Quadro专业图形卡。最后会有供手持式设备使用的基于该架构的NVIDIA Tegra系统单片机出现。[11]
架构特性
初期，Maxwell架构显示核心，仍采用台积电的28nm制程，核心规模也较为有限。首代Maxwell显示核心有GM107和GM108，均面向消费级市场，相比Kepler而言仅是多了一些Kepler架构所没有的附加功能特性，性能、功耗及能效比上与Kepler相去不远。这些新增的特性主要有：
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GM107的L2缓存，由GK107的256KB，大幅增加到2MB，大大降低对显示内存的带宽需求。相应地，NVIDIA仅为GM107的使用128位的存储器控制器位宽，而GM107的性能与kepler的192比特存储器位宽的GK106不相上下，除此以外，减少了存储器位宽，还会节省电能。[14]
Kepler时代，CUDA核心/流处理器数组被NVIDIA称作SMX，而Maxwell的设计，则改称SMM。SMM数组中，各数组是分离独立的，因此数组中的4个调度引擎控制各自所属的FP32 CUDA核心、加载/存储单元以及特殊功能单元，不像Kepler那样一个调度引擎需要共享资源。不过，纹理单元以及FP64 CUDA核心则仍然是共享的。[14]SMM提供比SMX更细粒度的资源分配，当负载并非为共享资源优化时节省电力。NVIDIA称128个CUDA核心的SMM可以达到192个CUDA核心的SMX的90%的性能。[14]
相比GK110/GK208支持CUDA 3.5，GM107可以支持CUDA 5.0通用运算库。在GK110/GK208上现身的动态并发以及HyperQ，基于Maxwell架构的显示核心会全面支持。Maxwell架构为32位整数的原子操作提供原生共享存储器，支持32位和64位的数据比较和交换（compare-and-swap，CAS），可实现其它形式的原子操作功能。
Maxwell架构全面支持DirectX 12。[15]
继任架构
接替‘Maxwell’显示核心架构的，是NVIDIA于2013年3月宣布的代号‘Volta’的显示核心架构。[16]2014年，这个构想的架构被定名为‘Pascal’[17][18] ‘Pascal’将实现片上堆栈式动态随机存储器（DRAM），或称‘片上显示内存’，统一存储器架构以及NVLink。[19][17]
产品介绍
首款基于Maxwell架构的显示核心是GM107，但它却被划入GeForce 700系列，是为GeForce GTX 750和GTX 750 Ti，均使用28纳米制程，[14]它们均于2014年2月18日发布。GeForce GTX 750和GTX 750 Ti的TDP分别仅为55瓦和60瓦，这样使得它们都能直接从PCIe插槽中获取足够的电能而无需辅助供电连接端口。[14]第二款基于Maxwell架构的显示核心GM204被划入GeForce 900系列，是为GeForce GTX 970和GTX 980，它们均于2014年9月19日发布。
GeForce 800M的首发产品是GeForce 820M[20] - 使用‘Fermi’显示核心架构的GF117显示核心，仅支持PCI-E 2.0，但支持DirectX 11.2、OpenGL 4.4、OpenCL 1.1、FXAA以及Optimus双显示核心切换，搭载DDR3显示内存。其后发布的GeForce 830M、840M使用规格较低，但基于Maxwell架构的GM108显示核心。GeForce GTX 850M以及GTX 860M后来推出的批量，采用GM107显示核心。GeForce GTX 860M早期版本、870M以及880M均使用GK104核心，但各型号的核心配置不一。
芯片规格
GeForce 800系列本代仅供笔记本电脑使用，而同架构的台式机用图形处理器产品，则为GeForce 900系列以及GeForce GTX 750/750Ti。
- 1 统一渲染器/流处理器数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量
- 2 像素填充率的估算：ROP的数量乘以基准核心时钟频率（主频单位Hz），单位像素数每秒（P/s）
- 3 纹理填充率的估算：TMU的数量乘以基准核心时钟频率（主频单位Hz），单位纹理数每秒（T/s）
- 4 全系列可支持Direct3D 12，但功能层级会是更低的Feture Level 11_0
- 5 单精度浮点数处理性能的估算，由着色器主频乘以CUDA核心/流处理器数量和每时钟周期CUDA核心/流处理器指令数；双精度浮点数处理性能的估算：核心代号“GMxxx”的为单精度浮点数的1/32，核心代号“GKxxx”的为单精度浮点数的1/24
- 6 主频资料与实际使用的可能有差别，核心代号“GFxxx”的核心主频分为两部分：CUDA核心主频/着色器主频
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参见
参考资料
外部链接
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