开创视觉计算帝国GTX280/260权威评测

第五章/第二节 65nm如何成就14亿晶体管的怪兽核心

    首先可以很清楚的看到，硕大的GTX280核心上被安装了一个保护盖，与G80采用了相同的设计，这就使得我们无法看清楚核心的硅片到底长什么样，不过输出接口附近那颗芯片倒是似曾相识。

● 65nm制造14亿晶体管又是一个奇迹

    GTX280核心代号为G200-300，拥有高达14亿个晶体管，台积电65nm工艺制造，目前已经是A2制程（当初8800GTX也是A2制程，8800Ultra升级到A3），不过我们拿到的这块还是早期的工程样品。

    想当初就连ATI内部人员都对NVIDIA表示惊叹：使用老旧的90nm制造出高达6.81亿晶体管的G80核心简直是奇迹！而现在奇迹再次上演，NVIDIA使用成熟的65nm工艺将晶体管数再次翻番，GTX200核心达到了恐怖的14亿个，令人叹为观止！

• GTX200何不采用最新的55nm工艺？

    NVIDIA在新工艺的使用方面一直都十分谨慎（尤其是架构发生重大改变的一代），当然也可以说是保守，总之一直落后于竞争对手。新工艺确实有助于减少芯片面积、降低功耗/发热，但往往投产速度慢、产量有限。为了尽快给用户带来新产品，先发制人抢占市场，NVIDIA往往会采用当前成熟的工艺，而不是去冒险尝试新工艺。等到新工艺完全成熟之后，再推出改良版的核心，可以进一步提高频率、降低功耗、发热和成本。从G70到G71、G80到G92都是基于这种设计思路的产品，也就是本文前言中所提到的“架构年、工艺年”概念。

• GTX200流处理器频率为何如此之低？

    GTX280显卡的默认核心频率为602MHz，流处理器频率仅1296MHz，甚至比当初8800GTX的流处理器频率（1350MHz）还要低，这就直接导致GTX280的浮点运算能力（933GFLOPS）未能突破1000大关，假如GTX280的流处理器频率为1400MHz的话，那么浮点运算能力正好就是1008GFLOPS！

    我们知道NVIDIA一直以来都在不断的提高流处理器频率（或者说是流处理器与核心频率的比率），此次GTX280的流处理器频率如此之低，笔者推测要么是在频率提升方面遇到了瓶颈，要么就是为了控制功耗发热的需要。

    当初8800GTX的A2版本G80核心默认频率为1350MHz，半年后8800Ultra的A3版本G80核心默认频率为1500MHz。这也就意味着未来GTX200核心还有不小的潜力，以后若推出改进的A3版核心、或者是启用55nm甚至更先进的工艺，那么性能将会再创新高！

● NVIO二代输出芯片：分久必合，合久必分

    在8800GTX显卡上，NVIDIA首次将2D引擎与3D引擎分开，把GPU设计成了两颗芯片，其中一颗NVIO芯片就包含了RAMDAC和TMDS，专门负责图形输出。理论上来说，把输出部分和高频率的流处理器分开的话，有助于降低干扰，提升输出画质。

8800GTX显卡上的NVIO一代芯片

    实际上，分离式设计也是受到了制造工艺的限制不得已而为之，我们知道G80的改进版——G92就没有NVIO芯片，因为65nm允许GPU容纳更多的晶体管，所以G92把NVIO整合在了芯片内部。显然，两颗芯片不但制造成本高，而且对显卡PCB和后期加工提出了更高要求，单芯片才是非常受欢迎的解决方案。

GTX280显卡上的NVIO二代芯片

    “话说天下大势，合久必分，分久必合。”在GTX200芯片上，NVIDIA又把输出模块分离了出来，这就是上图中的NVIO二代芯片。二代相比一代作的改进主要有：

• 支持HDMI输出

• 兼容DisplayPort输出

• 支持10Bit色Dual-Link DVI输出（一代仅支持10Bit色模拟输出）

• 支持PureVideo-HD，双流硬件解码加速