开创视觉计算帝国GTX280/260权威评测

第二章/第八节 GTX200并行计算架构方面的改进

● 提高双指令执行（Dual-Issue）效率

    在每个SM（多核流处理器）内部，除了包括8个流处理器之外，还有包括1个SFU（Special Function Unit，特殊功能单元），这个处理单元可以用来辅助SP处理特殊的函数运算、插值属性的顶点+像素着色、执行浮点乘法运算指令（MUL）。

    GTX200核心的每个流处理器都能够单独的执行一条乘加指令（Multiplu-Add，也就是同时执行一条乘法和一条加法指令），与此同时SFU还能够在相同的时钟周期执行另外一条乘法指令，相当于每个流处理器都能同时执行3条指令！

    如此一来，GTX200的浮点运算能力计算公式为：流处理器数×指令数×频率＝240×3×1296=933GFLOPS。我们知道，G80/G92刚发布时并不支持Dual-Issue，所以其浮点运算能力仅为128×2×1350=346GFLOPS，后来NVIDIA为其追加了Dual-Issue支持，理论浮点运算能力就达到了518GFLOPS。

    不过Dual-Issue对于3D游戏的贡献非常微小，只是在特殊条件下比如通用计算时才会有显著的改善。此次NVIDIA将GTX200核心设计成为图形渲染架构和并行计算架构的统一体，对于Dual-Issue的效率进一步优化，达到了93%-94%之高，这样的双指令执行效率可以让GTX200的实际性能无限接近于理论值！

● 支持双精度64Bit浮点运算

    IEEE754标准硬性要求支持单精度32Bit浮点，双精度64Bit浮点也是标准之一但只是可选，但双精度64Bit浮点运算正是高精度科学计算（如工程分析、财政计算、计算机模拟）梦寐以求的功能。GTX200提供了对双精度的支持，显然更有利于进军通用计算领域，向传统集群式CPU超级计算机发起挑战！

    GTX200核心的每一个SM都包括了一个双精度64Bit浮点运算单元，这样GTX200就相当于一个30核心的双精度64Bit处理器，但GPU的频率要比CPU低很多，因此GTX200的理论64Bit浮点运算能力大概与Intel优异八核心至强处理器相当。

    双精度的运算量是单精度的八倍，因此理论浮点运算能力只有原来的1/8，GTX280的双精度64Bit浮点运算能力大概在90GFLOPS左右。