Nvidia'dan transistör canavarı grafik kartları; GeForce GTX 200 serisi lanse edildi

Yorumlar

Erdi Özüağ

İnceleme, Test ve Analiz Editörü

Donanım severler için sıcak geçecek "yaz günleri" bugün itibariyle resmen başladı. Endüstrinin an itibariyle lider ismi (pazar bilgilerine göre) olan Nvidia, merakla beklenen yeni nesil grafik çözümlerini resmen duyurarak kullanıma sundu. 2006 yılının Kasım ayında duyurduğu G80 mimarisi ve bu mimariyi kullanan GeForce 8 serisi ile birlikte pazarı domine etmeyi başaran firma geçtiğimiz Ekim ayının sonunda fabrikasyon süreci olarak bir adım daha ileri giderek 65nm üretim teknolojisi ile hazırladığı G92 gpu'sunun anons etmiş, GeForce 8800GT modelini de kullanıma sunmuştu.

G92 tabanlı grafik kartları ile yüksek satış rakamlarına ve ciddi kar oranlarına ulaşmayı başaran Nvidia, pozsiyonunu sürekli güçlendirirken öte yandan yeni nesil grafik çözümlerine yönelik çalışmalarını da devam ettiriyordu. G80 gpu'sunun resmi olarak duyurulmasının üzerinden yaklaşık iki sene geçmiş olmasına rağmen günümüzde hala çok güçlü olan bu gpu'yu tamamiyle yarış dışına itecek yeni bir grafik işlemcinin bugüne kadar hazırlanamamış olması da bir açıdan Nvidia'nın başarısı olarak değerlendirilebilir. Milyonlarca dolarlık ar-ge bütçesi ve yıllarca süren çalışmalar sonunda hazırlanan G80'den sonra Nvidia, GT200 kod adlı yeni grafik işlemcisi ile çıtayı biraz daha yükseğe çekmeyi hedefliyor.

Son ayların agresif ismi, grafik endüstisinin yeşil rengi Nvidia için artık yeni gözde GT200 gpu'su ve GeForce GTX 200 serisi. Yeni grafik işlemci ile oyunlarda yüksek performans sunmayı hedefleyen Nvidia, G80 ile başlayan diğer planlarına da hız katıyor ve oyunlar dışında daha ciddi konulara da çözüm getirmeyi hedefliyor. Optimize PC ve gpu üzerinden uygulamalara hız kazandırma gibi iki önemli projeye ciddi yatırımlar yapmakta olan Nvidia için GT200 son derece önemli bir hamle.

Genel grafik fonksiyonları açısından G80 ve G9x serisinden çokta farklı olmayan ve her iki grafik işlemci ailesinin de başarı kazanan major detaylarını üzerinde barındıran GT200 gpu'su, geride kalan grafik işlemcilere göre çok sayıda ince ayar, pek çok optimizasyon, yeni eklenen özellikler, verimlilik ve listenin uzamasına sebep olacak ekstra detaylarıyla hem özüne sağdık hemde geleceğe dönük bir yapı sergilemek üzere hazırlandığı anlaşılabiliyor.

CUDA ve PhysX gibi iki çok önemli teknolojinin yaygınlaşabilmesi adına da önemli bir misyona sahip olan GeForce GTX 200 serisini yazımızda detayları ile yakından tanımaya çalışacağız, kısa süre içerisinde yayına vereceğimiz video incelememizde ise son kullanıcıların önemli bir bölümü için merak konusu olan performans değerlerine, fiyat/performans başarımına ve diğer detaylarına değineceğiz.

GT200 ve GeForce GTX 200 Serisi

Dilerseniz öncelike Nvidia'nın isimlendirme politikasında yaptığı değişiklikler ile başlayalım. GeForce GTX 200 serisinde kullanılan grafik işlemciye Nvidia, GT200 kod adını vermiş durumda. İsimlendirmenin başında kullanılan GT takısı "Graphics Tesla" ifadesinin kısaltması. Kısacası GT önekiyle yeni grafik işlemcisinin oyunların dışında yazının ilerleyen kısımlarında da değineceğimiz farklı uygulama ve yazılımlar için de kullanılabileceği çıkarımını yapabilmek mümkün. G(T)200 isimlendirmesinde yer alan 200 ifadesi ise ikinci jenerasyon Tesla mimarisi veya yine ikinci jenarasyon unified shader mimarisine atfen kullanılabilmiş olabilir.

Zira sektördeki genel beklenti Nvidia'nın yeni grafik işlemcisini G100 olarak kullanıma sunacağından yana idi fakat firma yeni shader mimarisine paralel olarak grafik işlemcisine de GT200 kod adını verdi. Grafik işlemcisinden sonra kullanıma sunulan modellere geldiğimizda ise Nvidia'nın zaten bu yönde bir değişiklik yapacağına neredeyse kesin gözüyle bakılıyordu ve bunun iki temel sebebi bulunuyordu. Bunlardan ilki GeForce 9000 serisi ile firmanın doğal olarak rakamlandırma da sona yaklaşmış olması idi.

Yeni ekran kartlarının GeForce 9900 serisi olarak kullanıma sunulacağı iddia edilmiş fakat bu tür bir isimlendirme hem mimaride yapılan önemli değişikliklere ışık tutamayacak hemde FX 5900 serisi gibi firmanın hatırlamak istemeyeceği bir modelleri kullanıcıların zihninde canlandıracak olmasından ötürü olsa gerek Nvidia bu yönde bir hamle gerçekleştirmedi.

Nvidia'nın model isimlendirmesinde değişikliğe gitmesinin bir diğer sebebi ise son dönemde arka arkaya kullanıma sunulan yeni ekran kartlarının yapılan model tanımlaması ile kafa karıştırı bir hal alması idi. Zira firmanın ürün gamı, 8800GS, 8800GT, 8800GTS, 8800GTS 512, 8800GTX, 8800 Ultra, 9600GSO, 9600GT, 9800GTX, 9800GX2 modellerden oluşuyordu ve firma son dönemde yaptığı isim değişiklikleri ile karışan kafaları iyice allak bullak etmişti.

GeForce 8800GS'yi 9600GSO olarak yeniden pazara sunan Nvidia'nın neredeyse aynı özelliklere sahip olan 8800GTS 512 ve 9800GTX modelleri de kullanıcılar arasında çeşitli tartışmalara neden olmuştu. İşte tüm bunların önüne geçmeyi arzulayan Nvidia, GT200 tabanlı yeni ekran kartları ile modeller arasındaki çizgileri daha net çizebileceği, akılda kalması daha kolay ve kısa bir isimlendirme metoduna başlıyor. Kullanıma sunulan yeni ekran kartlarını GeForce GTX 200 serisi altına konumlandıran Nvidia, AMD-ATi'nin stratejiisne benzer şekilde GTX 260 ve 280 modellerine ek olarak giriş ve orta segmente dönük olarak 210, 230, 240 gibi modelleri de önümüzdeki günlerde/aylarda kullanıma sunabilir.

Belirttiğimiz üzere yeni isimlendirme ile kullanıma sunulan ilk modeller GeForce GTX 260 ve 280 oldu. GeForce GTX 2xx serisinde rakamsal anlamda büyük olan model teknik detaylar ve özellik anlamında da daha iddialı modeli işaret ediyor. Nvidia mevcut transistör sayısı ve üretim teknolojisi ile 290 gibi bir model hazırlar mı bunu zaman gösterecek ama GTX 260 gibi yeni bir model veya GT 200 serisinin gelmesi de kuvvetle muhtemel görünüyor.

1.4 Milyar Transistöre Sahip Dev GPU: GT200

Nvidia'nın GT200 kod adını verdiği yeni grafik işlemcisi sadece sahip olduğu transistör sayısıyla bile tüm dikkatleri üzerine çekmeyi başarıyor. Zira Nvidia'nın şimdiye kadar hazırladığı en büyük grafik işlemcisi, TSMC (Taiwan Semiconductor) firmasının da şimdiye kazar ürettiği en fazla transistöre sahip gpu olarak ifade edilen GT200'ün mevcut pozisyonunu birkaç ufak karşılaştırma ile daha net açıklayabilmek mümkün. TSMC'nin 300mm 65nm wafer'dan elde edilen GT200 gpu'su üzerinde tam 1.4 milyar transistör yer alıyor. G80 ve G90 serisi grafik işlemcilere göre transistör sayısı yaklaşık iki kat artan GT200'ün sahip olduğu bu dehşset verici rakamı Intel'in kullanımda olan herhangi bir masaüstü işlemcisi ile karşılaştırabilmek dahi mümkün değil.

Çünkü modeline göre değişmekle birlikte GT200, pek çok Intel ve hatta AMD işlemcisinden yaklaşık dört kat daha fazla transistör içeriyor. Bu noktada GT200'ü karşılaştırabilmek için Intel'in Itanium işlemci ailesi kullanılabilir. İşlemci dünyasıın lider isimlerinden Intel'in tamamiyle kurumsal kullanıma yönelik olarak hazırladığı Montecito yani çift çekirdekli Itanium işlemcisi üzerinde tam 1.7 milyar transistör yer alıyor. 1.4 milyar transistöre sahip olan GT200'den yaklaşık 300 milyon daha fazla transistöre sahip olan Montecino işlemcisinin mevcut durumunu da iyi analiz etmek lazım. Çünkü işlemci üzerinde yer alan transistörlerin yaklaşık 1,5 milyarı işlemci dahilinde yer alan ve 24MB büyüklüğünde olan zar üstü L3 bellekte yer alıyor. Nvidia'nın GT200'ünde ise bu durum biraz daha farklı zira transistörlerin çok büyük bir bölümü daha fazla güç için varlar.

Haberimize konuk olan GT200 gpu'su belirttiğimiz üzere 65nm üretim teknolojisi ile hazırlanıyor. Yarı iletken dünyasının geldiği noktayı masaya yatırdığımızda işlemciler için 32nm test sürecine girilecek olması bir yana 45nm üretim sürecinin Intel tarafından yaygın bir şekilde kullanıldığına öte yandan AMD-ATi'nin de yaklaşık 8 aydır 55nm gpu hazırlayabildiğine tanık oluyoruz. Üretim teknolojisinin hem kullanıcılara hemde üreticilere sağladığı yararlar nelerdir şimdi birde bunlara bakalım.

Öncelikle 65nm üretim teknolojisi ile 1.4 milyar transistöre sahip bir gpu üretmek TSMC için problem değil. Mevcut üretim alt yapısı ile firma bunun üstesinden gelebiliyor. Bu arada problem olan şey yield yani üretim verimliliği. Son derece büyük bir zar yapısına sahip olan GT200 gpu'sunun rakip gpu'lara göre daha düşük üretim verimliliğine sahip olduğu ve bu durumun da maliyetlere yansıdığı belirtiliyor. Kısacası üretim teknolojisi yada fabrikasyon sürecinde ileriye doğru atılacak herhangi bir adım üreticilere maliyet avantajı sağlayabiliyor ki bu durum elde edilen en önemli kazanım olarak ta değerlendirilebilir. Öte yandan gelişmiş üretim teknolojileri güç tüketimi ve ısı konusunda da üreticilere çeşitli avantajlar sağlamakta. Yani bu nanometrik küçülme üreticilere daha yüksek saat hızında daha az ısınan ve hatta daha az güç tüketen donanımlar hazırlama olanağı tanımakta ve bu sayede üreticiler model çeşitliliğini arttırabilmekte ürün portföylerini genişletebilmekteler. Öte yandan tüm bu gelişmeler son kullanıcılara daha iyisini daha ucuza satın alabilme şansı da sunuyor.

Nvidia'nın yeni grafik işlemcisi teknik özellikleri ve sahip olduğu mimari yapısı itibariyle son derece komplike bir yapıya sahip. 754 milyon transistöre sahip olan mevcut G92 gpu'sunun aksine sahip olduğu 1.4 milyar transistör ile ufak bir güncelleme veya optimizasyon operasyonundan ibaret olmadığının altını kalın çizgiler ile çizen GT200, sahip olduğu özelliklerin önemli bir kısmı Nvidia'nın mevcut grafik işlemcilerine göre neredeyse iki kat arttıırlmış durumda. Firmanın 512-bit bellek (GTX 280 için) veri yoluna sahip ilk gpu'su olan GT200 sahip olduğu 240 adet paralel işlem birimiyle de geliştirilmiş özelliklerine de ışık tutuyor.

GT200 diyagramı

Örneğin GT200 ile gelen en önemli yeniliklerden biri olarak firmanın mevcut gpu'larına nazaran iki kat daha fazla FP yani kayar nokta bilgisinin işlenebildiğini belirtelim. Tabi FP performansının artmasındaki asıl etken ise GT200'ün tam 30 adet 64-bit'lik FP (Floating Point) ünitesine sahip olması gösterilebilir. Belirttiğimiz gibi GT200 üzerinde tam 240 adet (GTX 260 modelinde 192 adet) paralel işlem birimi yani SP (Stream Processors) yer alıyor. Gelen bilgilere göre her paralel işlem dizesi için gelen kayıtlı dosya boyutu iki kat arttıırlmış durumda.Ayrıca her paralel işlem biriminin farklı şartlar altında eş zamanlı MAD ve MUL hesaplaması yapabildiği bunun G80 jenerasyonunda ise GT200'e göre daha limitli olduğu belirtiliyor. Tabi paralel işlemcilerden söz açılmışken GeForce GTX 200 serisinin SP varyasyonunu da belirtelim. GeForce GTX 280, 240 adet paralel işlemciyle, GeForce GTX 260 ise 192 paralel işlem birimiyle geliyor.

Nvidia'nın GT200 ile ilgili olarak yayınladığı mantıksal blok diyagramı yeni grafik işlemcini anlayabilmek adına büyük önem taşıyor. Hemen üstte gördüğünüz diyagramın üst kımında yer alan kutu olarak tasarlanan toplam 10 bloğu Nvidia, TPC (Thread Processing Clusters) yani iş/izlek işlem kümeleri olarak tarif ediyor. TPC'ler genel olarak G80 mimarisindekilere benzemekte. her TPC içerisinde görünen ve yine her TPC'de toplam 24 tane olan yeşil ufak kutucuklar ise çipin temel işlem çekirdekleri yada Nvidia'nın tanımlaması ile Shader Processors yani paralel işlem birimleri.

Diyagramdan da görüldüğü üzere TPC içerisinde yer alan paralel işlem birimleri sekizerli üçer grup olarak sıralanmışlar ayrıca bahsi geçen sıralı gruplara SM yani Streaming Mmultiprocessors adı verilmiş durumda. Kısacası sekizerli 3 adet SM'nin güç verdiği 10 TPC diziliminin sağladığı 240 paralel işlem birimi GT200'e muazzam bir işlem kapasitesi sağlıyor. Diyagramın alt tarafında ise ROP (Raster Operations) bölümlerini görmekteyiz. Performans ile doğrudan alakalı olan ROP sayısındaki artış (G80 ve G92'ye göre)ta dikkatlerden kaçmıyor. Zira bölümsel diziliş anlamında G80 tabanlı 8800GTX'de 6, G92 tabanlı 8800GT'de 4 olan ROP bölümlerinin sayısı GT200'de 8'e çıkıyor. Ayrıca Her ROP bölümü 4 piksel çıkabiliyor yani GT200 her saat vuruşunda 32 piksel üretebiliyor. Bunlara ek olarak her ROP bölümünün 64-bit bellek kontrolcüsüne, yine yukarıda değindiğimiz TPC'lerin ise doku kaplama, adresleme yeteneklerine ev sahipliği yaptğını da belirtelim.

GeForce GTX 260 ve 280 Arasındaki Farklar

Nvidia GeForce GTX 200 serisi altında iki yeni modelini kullanıma sunuyor. Firmanın yeni modelleri yazı içerisinde de belirttiğimiz gibi GeForce GTX 260 ve 280 modelleri. AMD-ATi'nin önümüzdeki hafta içerisinde lanse edeceği Radeon HD 4850 ve HD 4870 modelleri arasındaki saat hızı farkının aksine GeForce GTX 260 ve 280 modelleri arasında ciddi farklılıklar yer alıyor. Öncelikle GTX 280 modelinde 240 adet paralel işlem biriminin sayısı GeForce GTX 260'da 192'ye düşürülmüş durumda. Tabi paralel işlem birimlerinin sayısındaki azalma doğal olarak kartların performanslarına da etki ediyor. Paralel işlem birimlerinin yanı sıra her iki kartın destek verdiği bellek veri yolu kapasitesi de farklı. 512-bit bellek veri yolu ile gelen GTX 280 modelinin aksine GTX 260 modeli 448-bit bellek veri yolu geliyor.

GeForce GTX 280

Bellek veri yolları arasındaki farklılık doğal olarak bellek kapasitelerine de etki ediyor. Zira 448-bit bellek veri yoluna sahip olan GTX 260 modeli 896MB GDDR3 bellek ile gelirken 512-bit bellek veri yoluna sahip olan GTX 280 modeli 1GB GDDR3 bellek ile donatılmış durumda. Öte yandan GeForce GTX 200 serisinde Nvidia'nın önde gelen bellek üreticilerinden Hynix'in 0.8ns erişim süresine sahip olan ve standart olarak 2400MHz'e kadar destek verebilen bellek yongalarını kullandığı belirtiliyor. Genel olarak son derece benzer tasarıma sahip olan ve çift slot soğutma ile gelen GeForce GTX 260 ve 280 modelleri arasındaki bir diğer fark ise konnektör farklılıkları. 260 modeli 6pin+6pin konnektörleriyle gelirken GeForce GTX 280'de ise 8pin+6pin PCIe konnektörleri olduğunu görüyoruz.

AMD-ATi'nin Radeon HD 4800 serisi ile avantaj sahibi olacağı iki temel nokta GDDR5 bellek kullanımı DirectX 10.1 desteği olacak. Bilindiği üzere firma geçtiğimiz Kasım ayında duyurduğu HD 3800 serisinden bu yana Window Vista Hizmet Paketi 1 ile gelen DirectX 10.1'e destek sunuyor ki DX10.1, 10.0'a göre daha iyi Antialiasing kontrolü başta olmak üzere pek çok parametrede geliştitirilmiş yönetim desteği sunmakta. Nvidia cephesinde beklenilen aksine GT200 gpu'su DirectX 10.1'e destek vermiyor. Her ne kadar piyasada 10.1 destekli uygulama ve oyun sıkıntısı çekiliyor olsa da açıkçası Nvidia'dan bu destek bekleniyordu.

GeForce GTX 260

Nvidia cephesinden ise grafik işlemcisinin bazı DX 10.1 fonksiyonlarıyla uyumlu olduğu fakat genel anlamda dstek sunulmadığı bildiriliyor. Öte yandan Nvidia, DirectX 10.1 desteği görmezden gelerek DX 11 üzerine yoğunlaşabilir. Kaldı ki firmanın yaz aylarında yapacağı NVISION 08 etkinliğinde MS, DirectX 11 ile ilgili bir toplantı da düzenleyecek.Bellek konusunda ise bilindiği üzere GDDR4'ten sonra GDDR5 desteğini de ilk olarak AMD-ATi veriyor. Firma HD 4870 modelinde Qimonda tarafından üretilen GDDR5 bellek yongalarını kullanıyor. Nvidia cephesinde ise GT200'ün bellek kontrolcüsü GDDR5 desteği sunuyor olsa da firma henüz emekleme aşamasında olan GDDR5 teknolojisi için bir süre daha beklemenin uygun olacağını düşünüyor.

GeForce GTX 280 ve 260 arasındaki bir diğer fark ise saat hızlarında gözlemleniyor. 602MHz gpu, 1296MHz shader ve 2214MHz bellek saat hızlarına sahip olan GTX 280 modelinin aksine GeForce GTX 260 modeli ise 576MHz gpu, 1242MHz shader ve 1998MHz bellek saat hızlarına sahip. Saat hızlarının yanı sıra yukarıda da belirttiğimiz üzere paralel işlem birimlerinin sayısı 240'dan 192'ye düşürülen (2 kapama/işlem kümesi devre dışı bırakılarak) GTX 260 ile 280 modelleri arasındaki fark ta bu sayede netleştirilmiş. Tabi teknik özelliklerine paralel olarak güç konnektörlerinden de anlaşılacağı üzere iki modelin güç tületim değerleri farklılık gösteriyor. GTX 280, 236 watt'lık ısıl güç tasarımına sahip iken GTX 260 ise 183 watt'lık TDP ile geliyor.

GeForce GTX 200 serisi ileTriple SLI yapabilmek mümkün.

Diğer detayları masaya yatırdığımızda saat hızlarındaki farklılıktan ötürü doku kaplama performanslarının ve bellek bant genişliklerinin farklı olduğunu görüyoruz. GeForce GTX 280 modeli standart olarak 48.2GTexels/sn doku kaplama performansı ve 141GB/sn'lik bellek bant genişliği ile gelirken GeForce GTX 260 ise aynı değerler 36.9GTexels/sn ve 111.9GB/sn'ye kadar geriliyor. PCIe 2.0 uyumlu olan her iki ekran kartı da Nvidia'nın CUDA ve PhysX teknolojilerine tam destek sunuyorlar. Çoklu ekran kartı kullanımı için Triple SLI desteği de sunan ekran kartlarının bu desteği sadece uyumlu Nvidia çipsetleri üzerinde sunabildiklerini de hatırlatmakta fayda var. Tabi 3 kartlı Triple SLI'ın yanı sıra standart SLI teknolojisi de desteklenebiliyor.

Kısa süre içerisinde yayınlayacağımız yeni yazımızda GT200 üzerinden CUDA ve yeni TESLA teknolojilerine değineceğiz.