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Architettura FERMI e GF104:
Dopo la presentazione dei chip grafici con architettura FERMI GF100 e destinati alla fascia enthusiast del mercato, con i modelli GeForce GTX480 e GTX470, Nvidia si è dedicata alla cosidetta fascia mainstream dove i consumatori cercano di bilanciare in maniera ottimale il rapporto prezzo prestazioni. Proprio con il chip GF104 Nvidia ha cercato di raggiungere questo obiettivo. Rispetto al GF100 l’architettura del chip grafico GF104 è stata rivista, anche se si basa sul concetto di Graphics Processing Clusters (GPC), ognuno formato da Streaming Multiprocessor (SM).
(il chip GF100 e GF104 messi a confronto nelle versioni con tutti gli SM abilitati)
Il chip Nvidia GF104 ha una dimensione del die pari a 332 millimetri quadrati ed è identifcato dalla sigla GF104-325-A1. Dotato di 1,95 miliardi di transistor, è costruito con tecnologia a 40nm ed ha pieno supporto alle ultime librerie Microsoft DX11. GF104 è dotato di 48 core, 4 unità dispatch e 8 unità Texture per ogni SM. Originariamente il GF104 ha 8 SM, ma Nvidia ha optato per abilitarne soltanto 7, disattivandone di fatto una. Questo è dovuto alla sforzo di massimizzare la resa produttiva, per avere un numero superiore di chip utilizzabili durante il processo produttivo delle fonderie. In aggiunta anche i chip non perfettamente funzionanti, dove non funziona un SM, possono essere utilizzati tranquillamente dai vari produttori per equipaggiare le proprie GTX460. La scelta pertanto è stata quella di avere a disposizione un maggior numero di chip, sacrificando un pò le prestazioni che si potevano avere con 8 SM abilitati.
(Il chip grafico GF104 nella versione finale)
Considerando il chip Nvidia GF104 senza unità disabilitate, di fatto è dotato di 2 Graphics Processing Clusters (GPC), ognuno dei quali dotato di 4 SM per un totale di 8 SM. A differenza di GF100, dove ogni SM è caratterizzato da 32 Cuda Core, GF104 integra 48 Cuda Core per ogni SM, pertanto il GF104 è composto da un numero massimo di 384 CUDA Core, 64 unità texture e 8 PolyMorph engine. Ma come abbiamo detto Nvidia ha disabilitato un'unità SM in una delle due GPC, in questo modo abbiamo di fatto 7 unità SM funzionanti ed una disattivata volutamente. Ecco che ci ritroviamo 336 CUDA Core, 56 unità texture e sette PolyMorph engine.
L'unità PolyMorph Engine si occupa delle operazioni di Vertex Fetch, Tessellation, Viewport Transform, Attribute Setup, Stream Output ed all'interno di essa troviamo anche l'unità Tessellator. Nell'architettura Fermi la capacità di elaborazione in double precision in virgola mobile è decisamente superiore rispetto alla precedente architettura ed ha un valore pari alla metà rispetto a quando viene eseguito codice in singola precisione.
Il chip Nvidia GeForce GF104 è attualmente usato in tre tipologie di schede grafiche che differiscono per alcune caratteristiche. Riassumiamo nella tabella sottostante le caratteristiche principali del chip GF104 a confronto con il chip grafico GF100:
