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nVidias GM200-Chip hat offenbar seinen Tape-Out hinter sich gebracht

Die PC Games Hardware berichtet mal wieder über (zu Evaluierungs-Zwecken) durch die Welt reisende nVidia-Grafikboards mit noch nicht veröffentlichten Maxwell-Grafikchips: Erneut sind dabei viele GM204-Platinen auf Tour, wobei nochmals das nur 256 Bit DDR breite Speicherinterfaces dieses kommenden HighEnd-Chips bestätigt wurde. nVidia wird beim GM204-Chip – wie schon beim GM107-Chip von GeForce GTX 750 & 750 Ti vorgemacht – wohl mit relativ wenig nomineller Speicherbandbreite und dafür aber mit größeren internen Caches auskommen, was das Grafikkarten-Design günstig hält und zudem Chipfläche beim Speicherinterface selber einspart.

Trotzdem darf man davon ausgehen, daß der GM204-Chip die GK110-basierten Grafikkarten – namentlich die GeForce GTX 780 Ti – schlagen kann, zumindest unter normalen Auflösungen. Dafür dürfte zum einen die höhere Effizienz der Maxwell-Architektur als auch der Verzicht auf die extra FP64-Einheiten des GK110-Chips sorgen, womit nVidia zwischen 2000 bis 2500 der effizienteren Maxwell-Shadereinheiten verbauen kann. Grob gesehen kann man den GM204-Chip somit als "GK110 für Gamer-Bedürfnisse" einordnen – mit vergleichbarer Performance, aber kleinerer Chipfläche und einfacherem Grafikboard, so daß man GM204-basierte Grafikkarten letztlich zum gleichen oder besseren Preispunkt wie GK110-basierte Grafikkarten verkaufen kann – trotz daß der GM204-Chip weiterhin in der 28nm-Fertigung hergestellt wird.

    nVidia GM204

  • bestätigt:  Maxwell-Architektur
  • sicher:  geplant für das HighEnd-Segment (Nachfolger des GK104-Chips)
  • ziemlich sicher:  28nm-Fertigung von TSMC
  • ziemlich sicher:  erfolgreicher Tape-Out im April 2014
  • ziemlich sicher:  Package-Größe 40x40, damit ~350mm² Chipfläche möglich
  • ziemlich sicher:  Pin-kompatibel zum GK104
  • spekulativ:  DirectX 12 in Hardware
  • hochgerechnet:  1920 bis 2560 Shader-Einheiten (samt 120 bis 160 TMUs)
  • bestätigt:  256 Bit DDR Speicherinterface
  • vermutlich:  Standard-Speicherbestückung 4 GB GDDR5
  • hochgerechnet:  Performance-Index auf 1920 Shader-Einheiten ~530% (Niveau GeForce GTX 780 Ti)
  • hochgerechnet:  Performance-Index auf 2560 Shader-Einheiten ~690% (Niveau GeForce GTX 780 Ti +30%)
  • angenommen:  Verkaufsname "GeForce GTX 880 "
  • vermutlich:  Release im November/Dezember 2014
  • Quellen: 3DCenter Forum, Zauba, PC Games Hardware, eigene Hochrechnungen & Annahmen

Gleichfalls wurde erstmals ein Engineering Sample des GM200-Chips auf die Reise geschickt – daß es nur ein einzelnes Exemplar war, deutet auf das allererste bei Chipfertiger TSMC hergestellte GM200-Silizium hin, welches nun bei nVidia auf etwaige Fehler, sinnvolle Optimierungen und eventuell nötige Respins vor dem Gang zur Massenfertigung geprüft werden wird. Sofern nVidia keine gravierenden Fehler findet, ergäbe sich hiermit eine erfolgreiche "Tape-Out-Meldung" – wie früher an dieser Stelle vorhergesagt für exakt den Juni 2014.

Vor dem Ende des ersten Quartals 2015 ist dann aber kaum mit verkaufsfertigen GM200-Grafikkarten zu rechnen – und dabei ist es jederzeit möglich, daß nVidia mit dem GM200-Chip erst einmal monatelang exklusiv nur das Profi-Segment bedient, Gamer-Karten auf GM200-Basis also noch später kommen als der GM200-Chip rein technisch verfügbar wäre. Der GM200-Chip wurde in der Vergangenheit oftmals als 20nm-Chip eingeordnet, inzwischen stehen jedoch alle Zeichen darauf, daß nVidia auch diesen Enthusiasten/Profi-Chip noch einmal in der 28nm-Fertigung auflegt. Damit dürfte der GM200-Chip aber auch performance-technisch limitiert sein, da bei der Größe des Vorgänger-Chips GK110 mit 561mm² Chipfläche nicht mehr viel Spielraum nach oben existiert.

    nVidia GM200

  • bestätigt:  Maxwell-Architektur
  • sicher:  geplant für das Enthusiast/Profi-Segment (Nachfolger des GK110-Chips)
  • ziemlich sicher:  28nm-Fertigung von TSMC
  • angenommen:  Tape-Out im Juni/Juli 2014
  • spekulativ:  bis zu ~600mm² Chipfläche
  • spekulativ:  DirectX 12 in Hardware
  • spekulativ:  ~4000 Shader-Einheiten
  • spekulativ:  512 Bit DDR Speicherinterface
  • angenommen:  Performance-Index auf ~4000 Shader-Einheiten grob ~750% bis ~800% (Niveau GeForce GTX 780 Ti +40% bis +50%)
  • angenommen:  Verkaufsname "GeForce GTX Titan II"
  • vermutlich:  Release im Ende Q1/2015 bis Q2/2015, Einsatz im Gaming-Sektor eventuell erst später
  • Quellen: 3DCenter Forum, PC Games Hardware, eigene Hochrechnungen & Annahmen

nVidia kann hier maßgeblich nur mit der höheren Effizienz der Maxwell-Architektur sowie einem besseren Verständnis der Möglichkeiten der 28nm-Fertigung operieren, womit am Ende aber auch keine Wunderdinge möglich sind. Daher schätzt man den GM200-Chip derzeit auf grob 50% Mehrperformance gegenüber dem GK110-Chip bzw. der GeForce GTX 780 Ti ein. Vermutlich ist dies aber auch schon das Maximum dessen, was unter der 28nm-Fertigung noch herauszuholen ist – es kann also in der Praxis auch weit weniger Performancegewinn beim GM200-Chip sein.

Nachtrag vom 17. Juni 2014

Diese Meldung über einen vermutlichen Tape-Out des GM200-Chips enthielt noch einen kleinen Schreibfehler bei der spekulativen Anzahl der Shader-Einheiten jenes GM200-Chips: Jene liegt natürlich bei ~4000 – und nicht ~5000, wie ursprünglich notiert. Viel mehr wird unter der 28nm-Fertigung nicht möglich sein, verschiedentliche andere Hochrechnungen gehen aufgrund der beim GM200-Chip nötigen extra FP64-Einheiten sogar von deutlich weniger Shader-Einheiten (2560 bis ~3200) aus. Auch eine solch vergleichsweise geringe Anzahl an Shader-Einheiten kann beim GM200-Chip nicht ausgeschlossen werden, hat jener schließlich den Effizienz-Vorteil der Maxwell-Architektur und ergibt sich durch die 28nm-Fertigung ein hartes Limit bezüglich der Chipgröße (nicht größer als ~600mm²) und damit auch der verbauten Einheiten-Anzahl.

Zur Frage, ob die Versendung dieser einzelnen GM200-Platine nunmehr als Hinweis auf einen Tape-Out des GM200-Chips gelten mag, gab es zudem in der Diskussion zur Meldung zwei klärende Anmerkungen (No.1 & No.2). Danach handelt es sich bei dieser GM200-Platine nicht um ein "Engineering Sample", sondern um ein sogenanntes "Loadboard", welches noch ohne Grafikchip bestückt ist und für reine Testzwecke dient. Trotzdem kann man natürlich davon ausgehen, daß ein solches Loadboard nur dann interessant ist, wenn das GM200-Projekt bei nVidia nun langsam spruchreif wird, sprich der Tape-Out zeitnah stattfindet. Allerdings kann man den Tape-Out des GM200-Chips somit nicht mehr fest auf Juni 2014 benennen – es kann auch etwas später sein, dies läßt sich basierend auf diesen Informationen terminlich nicht exakter eingrenzen.