
NVIDIA正式发佈新一代「Turing」GPU微架构效能级绘图卡「GeForce RTX 2070」,採用全新12nm FFN制程的「TU106」绘图核心,内含108亿个电晶体、2,304个CUDA Cores,更新增 Tensor Core 及 RT Core 运算单元,带来革命性 AI 运算及光射追踪渲染,性能超越上代 GeForce GTX 1080,定价 US$ 499 美元、战力十足。
全新的 Turing SM 架构
NVIDIA「TU106」绘图核心採用全新「Turing」GPU 微架构,当中包括了「Volta」GPU 微架构中引入的多项新功能,每个 TPC 拥有 2 组 SM 模组,每个 SM 模组内共有 64 个 FP32、64 个 INT32 运算单元,具备 FP32 与 INT32 运算并行能力,与「Volta」GPU 微架构的独立线程调度设计非常类似,同时还内建了 8 个混合精度的 Tensor Cores 及 1 个专门作光线追踪运算的 RT Core。

全新的「Turing」SM 模组内部划分为 4 个区块,每个区块拥有 16 个 FP32 运算单元、16 个 INT32 运算单元、2 个 Tensor 核心,1 个 Warp 调度器及 1 个 Dispatch 调度单元,每个区块拥有 1 个全新的 L0 Instruction Cache 及64KB Register File 暂存器,整个 SM 则共享 1 组 96KB L1 Data Cache 或用作 Shared Memory。

「Turing」SM 模组其中一个重大改良是核心的数据执行路径,现时的着色器工作负载通常混合使用 FP 运算指令 (FADD/FMAD) 及简单的 INT 运算指令,INT 指令常见用于寻址和获取数据的整数加法、浮点比较、用于处理结果的最小/最大值等等,以往「Pascal」SM 模组只要处理非 FP 运算,整个浮点执行数据路径就会处于闲置状态,「Turing」SM 模组就特别新增多一组 INT 数据执行路径,令 FP 运算与 INT 运算可以并行处理,令整体指令吞吐量性能提升约 36%。

此外,「Turing」SM 架构改用 L1 Cache、Texture Cache 及 Share Memory 整合的全新统一共享缓存设计,同时容许 Share Memory 容量重新配置以扩大规模,令 L1 Cache 大小可提升至最高 64KB,新设计可将 L1 Cache 与Share Memory 性能进一步提高,同时简化了编程所需的调度优化需求,相较上代「Pascal」 的 L1 Cache 频宽提升达 1 倍并大幅降低了延迟。
整体而言,「Turing」SM 架构透过大幅的改良 CUDA Cores 部份,相较上代「Pascal」的 CUDA Cores 在性能方面能够提升达 50% 甚至更高。