Geforce GTX 1080 im Detail: Nvidias erste Pascal-Grafikkarte schneidet gut ab

Vor anderthalb Wochen hat Nvidia die neue Geforce GTX 1080 angekündigt, heute fällt die Sperrfrist für Tests. Bisher konnte uns der Hersteller kein Muster zur Verfügung stellen, nannte aber technische Details. Für weitere Informationen und Resultate fassen wir daher die Tests der Kollegen zusammen, da deren Artikel teils unterschiedliche Schwerpunkte setzen.

Die Basis der Geforce GTX 1080 bildet die sogenannte Pascal-Architektur, welche Nvidia bereits in Form der Rechenkarte Tesla P100 vorgestellt hatte. Die fußt auf dem riesigen GP100-Chip, die Geforce GTX 1080 hingegen verwendet den kleineren und technisch an einigen Punkten stark abweichenden GP104-Grafikchip. Der wird im 16FF+ genannten Fertigungsverfahren bei der TSMC produziert, misst 314 qmm und integriert 7,2 Milliarden Transistoren. Zum Vergleich: Der im gleichen Prozess hergestellte GP100 kommt auf 610 qmm und 15 Milliarden Transistoren, die Packdichte ist also ähnlich.

Während der GP100 mit großen Caches sowie Registern auf High Performance Computing ausgelegt ist, orientiert sich der GP104 deutlich stärker an der bisherigen Maxwell-Technik, genauer an dem GM204 der Geforce GTX 980. Zudem ist die Pascal-Architektur laut Nvidia pro Shader und pro Takt nicht schneller, der Geschwindigkeitszuwachs ist anderen Änderungen zuzuschreiben. Der Aufbau des GP104 entspricht weitestgehend dem GM204.

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Blockdiagramm des GP104 (Bild: Nvidia)

Der Chip besteht aus vier Graphics Processor Clustern, in denen fünf statt vier Shader-Multiprozessoren stecken. Pro SM sind wie gehabt 4 x 32 ALUs und 8 TMUs verbaut, auch die Größe der Register (64 KByte), des L1-Caches (48 KByte), des Shared-Caches (96 KByte) und des L2-Caches (2 MByte) sind identisch zum GM204. Neu sind die 20 überarbeiteten Polymorph-Engines, welche für die Geometrie und Tessellation verantwortlich sind - dazu später mehr.

Bedingt durch die fünf statt vier SMs pro GPC verfügt der GP104 der Geforce GTX 1080 über 2.560 statt 2.048 Shader-Einheiten. Damit die Rechenwerke schnell genug Daten erhalten, hat Nvidia das Speicherinterface aufgewertet: Acht Partitionen mit je 8 ROPs und einem 32-Bit-Controller entsprechen dem GM204, allerdings kann das 256-Bit-Interface mit GDDD5X-Speicher umgehen.