テンエイティー、日本ではイチマルハチマルか?)の技術的な詳細を明らかにした。980の特徴を受け継ぎ発展させながら、プロセスの微細化により演算器の増加や、クロック周波数の向上、電力効率というメリットを得て、性能を大きく向上させたということだ。HBといった機能追加も行われている。これについても合わせて、詳細が公開された。1080/1070は、開発コードネーム"GP104"と呼ばれるダイ(パッケージに格納されている半導体の実体のこと)から派生した製品となる。NVIDIAはGPUを開発する際に、大本となるGPUのアーキテクチャを開発し、それを元に複数のダイを設計し、具体的な製品に派生していくという開発手法をとっている。960を......というように派生していった。ちなみに、NVIDIAのダイのコードネームを見ると、最初のアルファベット"G"はおそらく「Graphics」ないしは「GeForce」のG(どの製品でも共通)を意味し、2つめのアルファベットはアーキテクチャのことを指している。数字の3桁のうち最初の数字はアーキテクチャ内での世代(あれば)、残りの2桁は開発された順番などでつけられていることが多い(連番ではなく、基本的には偶数が振られる。従って"GM204"であれば、NVIDIAのグラフィックスチップ(G)で、Maxwellアーキテクチャ(M)に基づいており、Maxwellアーキテクチャの中での第2世代(2)の、04番という製品という意味になる。同じことは今回発表されたPascalアーキテクチャのダイにもいえ、GP100ないしはGP104はNVIDIAのGraphics製品(G)の、Pascalアーキテクチャ(P)における、第1世代の製品で、00番と04番の製品という位置づけとなる。1080/1070に採用されたのが、"GP104"となる。GP100とGP104の違いをまとめると以下のようになる。-両者の大きな違いは、CUDAコアと呼ばれる演算エンジンの構成だ。Multiprocessor)と呼ばれる演算単位に、64基のCUDAコアを格納しているのに対し、GP104ではSMあたり128基となっている。SMあたりのCUDAコアが小さい方が、並列演算時の効率は高まるので、汎用演算に最適化されているGP100と、グラフィックスの処理にフォーカスしているGP104の用途の違いと言えるだろう。P100(GP100)また、メモリとI/Oも大きな違いといえる。メモリはGP100がHBM2という広帯域メモリを搭載し、720GB/秒という広帯域幅をサポートしているのに対して、GP104は従来のGDDR5の改良版となるGDDR5Xで、帯域幅は320GB/秒となっている。このほか、GP100はNVLinkと呼ばれるCPUとGPU、GPUとGPU同士を接続するインターコネクトに対応していることも特徴となる。NVLinkのような機能はグラフィックスを処理するGPUには明らかにオーバースペックであり、これがコンシューマ向けの製品となるGP104では対応していないのは当然だろう。1080(GP104)を比較した表になる。28nmNVIDIAが公開したブロック図を見る限り、基本的な内部のアーキテクチャはMaxwellからPascalになっても大きく変わってはいない。Fileなども同等になっており、大きな差はない。基本的にGP104の内部構造そのものは、GM204のそれにかなり似通ったモノだと言え、基本的には改良版と考えていいだろう。980に比べると、SMの数は16から20に増えておりその結果として、演算器であるCUDAコアが2048個から2560個に、さらにトランジスタ数もGM204の52億個から72億個に増えている。一方で、製造プロセスルールは28nmから16nmへと微細化されており、ダイサイズはGM204の398平方mmから、GP104では314平方mmへと小さくなっている。内部構造を見直すことで、ベースの動作クロックが1.6GHzに引き上げられ、電力効率は大きく改善されている。約1.7倍になっているのに対して、消費電力はほぼ変わらないレンジに収まっている。回路構造を見直すことで動作クロックも大幅に引き上げられている(出典:NVIDIA、2016年5月)つまり、GM204との比較でGP104をハードウェア面(つまりマイクロアーキテクチャ)から評価するのであれば、内部構造は改良版だが、16nmへの微細化で動作クロックの引き上げや、演算器が増加、なおかつダイサイズを小さく抑えて電力効率(パフォーマンス/ワット)を改善した、ということができるだろう。10Gbpsのデータレートを実現するGDDR5Xに対応、新しいメモリ圧縮技術にも対応メモリ周りに関しても大きな強化がされている、それはGDDR5Xメモリへの対応だ。GDDR5Xは、これまでGPU向けのDRAMとして利用されてきた「GDDR5の改良版」という位置付けの規格で、内部構造やI/Oの改良によりGDDR5ではデータレートがメモリクロックの4倍だったのに対して、GDDR5Xでは8倍になるという特徴がある。同じ1.25GHzだったとしたら、GDDR5ではデータレートが5Gbps(5GHz相当)であるのに対して、GDDR5Xではデータレートが10Gbps(10GHz相当)になる。980と同じ256bit幅(8x32bit)でありながら、320GB/秒というメモリ帯域幅をサポートしており、より大容量のデータを一度にメモリ上に展開することが可能になった。これまでメモリ帯域がボトルネックになっていたようなアプリケーションでは、性能が向上することになる。Maxwell世代で導入されたメモリ圧縮の機能が拡張されている(出典:NVIDIA、2016年5月)さらに、NVIDIAはPascal世代で新しいメモリ圧縮技術を導入する。Maxwell世代では2:1圧縮の手法が導入されたが、Pascal世代ではその2:1圧縮の機能拡張(効率が改善されている)に加え、4:1圧縮、8:1圧縮という新しい手法も導入される。メモリ圧縮を利用する前の画像(出典:NVIDIA、2016年5月)4:1の圧縮を利用した場合(出典:NVIDIA、2016年5月)8:1の圧縮を利用した場合、ほとんど自動車が判別できないぐらいに圧縮されている(出典:NVIDIA、2016年5月)DRAMの変更による帯域幅のアップで1.4倍に、さらに新しいメモリ圧縮技術の導入により1.2倍の効率改善があるとNVIDIAは説明しており、それらをトータルすると約1.7倍のメモリ帯域の利用効率の改善がされていることになる。メモリが広帯域になっただけでなく、圧縮機能の導入で効率が上昇している(出典:NVIDIA、2016年5月)※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。テーマは『未来は、まずゲームにやって来る。テーマは『未来は、まずゲームにやって来る。Corporation。