NVIDIA GeForce 900

GeForce 900 系列是 Nvidia 的一系列图形芯片，是 GeForce 700 系列的继任者。 该系列最初将以“GeForce 800”的绰号发布，但在与 Nvidia 的 GeForce M 系列一起使用该标识符作为年度发布后，Nvidia 放弃了桌面系列的绰号以协调这两个系列。 GeForce 900 系列已由 GeForce 10 系列继承。

据Nvidia称，GeForce 900系列的所有显卡首次支持DirectX 12，微软Windows 10操作系统的“Feature Level 12.1”。

GM200图形处理器作为GeForce 900系列的高端芯片，在此功能上取代了GeForce 700系列中的GK110 GPU。 GM200在601平方毫米的芯片面积上拥有80亿个晶体管，是当时市场上最大、最复杂的图形处理器。 从技术角度来看，GM200 是 GM204 的 50% 大版本，具有 96 个光栅、3072 个着色器和 192 个纹理单元。然而，这也与其前辈有显着差异：GF100、GF110 或 GK110 GPU 仍然扩展了双精度功能 (FP64)，也用于专业系列 Quadro 和 Tesla。 为此，在 GK110 z 上。 例如，每个 SMX 块中安装了 64 个独立的 ALU，这导致 DP 率为 1/3。 由于 GM200 上没有这些单独的 ALU（它们可能由于空间原因被取消，因为出于技术和经济原因几乎不可能生产大于 600 mm² 的 GPU），它只有 1/32 的 DP 率。 由于3D应用不需要双精度运算，这方面在游戏领域没有发挥作用，反而让GM200不适用于专业的Tesla系列。 因此，Nvidia 放弃了之前为所有三个系列开发高端/发烧友芯片的策略，并没有将 GM200 用于 Tesla 系列。 相反，GK110 的改进版本 GK210 图形处理器专为 Tesla 加速器设计。 配备 GM200 的 Quadro M6000 于 2015 年 3 月 19 日发布，除了全芯片配置外，时钟速率略低于 Titan 对应产品。 在双精度性能方面，Maxwell Quadro 与基于 Kepler 的 Quadro K6000 相比是倒退了一步，后者仅在 GTC2018 上赶上了 Quadro GV100，Quadro GV100 专为工作站中的 HPC 工作负载而设计，基于Tesla V100 加速器的 Volta 芯片 GV100 和基于 Titan V 的。

2015 年 3 月 17 日，Nvidia 推出了首款使用 GM200 GPU 的显卡 GeForce GTX Titan X。 GM200-400-A1用在全配Titan X上，配备12GB显存。 虽然 Titan 系列的先前变体具有与其他 GeForce 型号不同的功能（例如提高 DP 率），但由于 GM200 GPU 的构造，Titan X 无法做到这一点。 相反，Nvidia 将 Titan X 宣传为“第一款 4K 显卡”。 然而，这个名称具有很大的误导性，因为早期的显卡也能够显示 4K 的分辨率。 Titan X 的唯一优势是，它首次拥有足够的计算能力，可以在这种分辨率下实现相对较高的帧率。 在 4K 下，它比 GeForce GTX 980 快 40% 到 45% 左右，成为市场上最快的单芯片卡。

2015 年 6 月 1 日，第二款基于 GM200 GPU 的型号 GeForce GTX 980 Ti 面世。 但是，GM200-310-A1 并没有得到充分利用； 24 个着色器集群中的两个现已停用。 虽然 GeForce GTX Titan X 的时钟速度保持不变，但视频内存从 12 GB 减少到 6 GB。 根据这个数据，GeForce GTX 980 Ti 的性能仅比 Titan X 低 5% 左右。实践证明，显存减半至 6 GB 没有任何意义（仅对于大型 SLI 配置，可以在此处确定限制）并且两个停用的着色器集群可以通过部分更高的升压时钟速率进行补偿。

GM204 GPU是GeForce 900系列中的第一款GPU，采用“第二代麦克斯韦架构”。 与第一代 Kepler GeForce 600 系列一样，Nvidia 在高端芯片 (GM200) 之前推出性能芯片 (GM204)。 Nvidia 和 AMD 一样，在台积电放弃 20 纳米生产后，GM204 将继续以 28 纳米生产，这与原计划相反。 它在 398 平方毫米的芯片面积上拥有 52 亿个晶体管。 基本结构与第一代 Maxwell 的 GM107 GPU 相同：着色器集群 (SMM) 仍然包含 128 个着色器和 8 个纹理单元，但一级缓存已从 64 kByte 增加到 96 kByte，纹理 -每个集群的缓存从 24 kByte 增加到 48 kByte。 GM204 总共包含 16 个着色器集群，其中四个集群分别连接到一个光栅引擎，为 GM204 提供 2048 个流处理器、128 个纹理单元、64 个 ROP 和一个 2 MB 二级缓存。 另一方面，新功能是首次支持 HDMI 输出 2.0。 为了弥补与同类其他 GPU 相比较小的 256 位内存接口，Nvidia 引入了“第三代 Delta Color Compression”功能，这是一种带宽节省器，据说可以减少大约 25% 的内存负载。 与 GM204 一起，Nvidia 引入了许多其他功能，例如新的抗锯齿模式或下采样，尽管这些功能不仅限于 GM204，而且后来通过驱动程序也可用于旧卡。