NVIDIA GeForce 400
GeForce 400系列[2] 是NVIDIA的第十二代GeForce显示芯片。采用TSMC的40nm制程，高阶型号将首次采用GDDR5显示存储器，中低端产品会采用新型SDDR3显示内存。
| 发布日期 | 2010年3月 |
|---|---|
| 代号 | Fermi： GF100 GF104（改进版为GF114） GF106（改进版为GF116） GF108（改进版GF119 Tesla： GT218 |
| 制造工艺 | 40纳米 |
| 显卡 | |
| 入门GPU | 桌面平台：405, GT420, GT430, GT440 移动平台：410M, GT415M, GT420M, GT425M |
| 中端GPU | 桌面平台：GTS450, GTX460, GTX460 Second Edition, GTX465 移动平台：GT435M, GT445M |
| 高端GPU | 桌面平台：GTX470, GTX480 移动平台：GTX460M, GTX470M, GTX480M, GTX485M |
| API支持 | |
| OpenGL | OpenGL |
| OpenCL | OpenCL 1.1 |
| 历史 | |
| 前代产品 | NVIDIA GeForce 200和NVIDIA GeForce 300 |
| 后继产品 | NVIDIA GeForce 500 |
该系列产品在最初准备发表时，人们曾认为将命名为GeForce 300系列，但在2010年2月初，NVIDIA通过在Twitter和Facebook的官方账户发出消息，下一代Fermi核心的首发两款产品将被命名为GeForce 400系列，分别为GTX 470和GTX 480。而GeForce 300系列将使用在OEM市场，就像之前的GeForce 100系列。
由于NVIDIA需要针对DirectX 11而重新设计显示核心，所以GTX 480的推出时程比对手AMD慢了不少。后者只是在旧有显示核心，加上对新Shader Model指令的支持，并没有针对DirectX 11而优化[3]。
架构介绍
顶级产品GTX 480拥有30亿个晶体管，原设计有512个流处理器（CUDA核心），基于良品率的考虑关闭了32个而只有480个CUDA核心被激活，但数量仍然是GTX 280的两倍多，支持GDDR5显示内存，完整支持DirectX 11标准。GTX 480拥有NVIDIA称之为PolyMorph引擎的技术，在单颗GPU上有16个的镶嵌绘图引擎，可执行全球首款可扩展的几何流水线。GTX 480还拥有32倍反锯齿模式，3D Vision Surround技术，支持三屏3D显示输出（GTX 200系列也同样支持该技术）[4]。
新的显示核心特别针对几何性能而设计。近几年，显示核心的渲染效果有了大幅增长，但几何性能只以几个倍数的幅度而增加。
模块化
在DirectX 11时代，为进一步加强通用可编程能力，NVIDIA将GPU划分为多个GPC模块，每个模块实际上除了没有独立的显示内存控制器、二级缓存以外，几乎是一颗完整的小型GPU。在GPC内部，内置光栅单元、SM（流式多处理器）数组/单元，SM单元中包含了一个指令缓存、Warp调度器和分派单元各两个、寄存器、32个/48个流处理器（CUDA核心）、16个加载/存储单元、4个特殊功能单元、一级缓存、4个纹理单元、纹理缓存以及一个负责曲面细分的PolyMorph引擎。[5]
透过对GPC单元或SM数组的增加删减，性能会随之成近乎线性的增减，籍此可以快速产生多个不同的GPU产品线。顶级产品GeForce GTX 480上，显示核心代号‘GF100’，共计4组GPC单元，每组4个SM阵列，每个SM阵列32个流处理器，但其中一组SM阵列被关闭。中高端产品GeForce GTX 460，核心代号‘GF104’，拥有2组GPC单元，每组4个SM阵列，但每个SM阵列中有48个流处理器，同样有一个SM阵列被关闭。[6]
Tessellation
Tessellation技术已经被编入为DirectX 11标准。对手AMD则在Radeon 8500时代已经支持相关技术。但当时的Tessellation级别不能够被有效控制，容易造成图像失真。现时，Tessellation技术已经可以完全被编程。额外的顶点可以透过不同的算法而新增。
Direct Compute 11
Direct Compute可以加强图形特效。例如不同对象的半透明效果，景深效果。
光栅化引擎
以往的显示核心只有一个光栅化引擎。而GTX 480则拥有4个，增强抗锯齿性能。
PolyMorph引擎
由于应用了Tessellation技术，场景中的多边形数量可能会大幅增加。PolyMorph引擎则用来增强多多边形场景的几何性能。
流处理器
亦即是NVIDIA所称的CUDA核心。GTX 480用的CUDA核心是NVIDIA所标示的第三代版本。所有指令都被打散为1D指令。增加CUDA核心的使用率。在浮点处理方面，GTX 480用的是IEEE754-2008标准。数据只在输出时四舍五入。以往的做法是每一个步骤都要四舍五入，误差会累积。整数指令精度方面，支持32位，而对手AMD则只支持24位。在执行殊函数运算时，AMD的显示核心使用流处理器仍计算。而NVIDIA的显示核心则采用专用的组件。
纹理单元
纹理单元的数量有所下降。NVIDIA声称会透过提高单元效率，来弥补纹理单元数目的减少。纹理单元亦已经集成到流处理器中，减少了延迟。
光栅单元
重新设计光栅单元，以追赶对手的抗锯齿性能。而CSAA的精度亦有所提升，达到32x。
通用计算
产品介绍
- 桌面平台
- GeForce 405[7] - 采用GT218核心，后期更新为GF119，拥有16个CUDA核心，核心频率520MHz，采用1580MHz GDDR3显示内存，仅供OEM使用。
- GeForce GT 420[8] - 2010年9月5日推出。采用GF108核心，拥有48个CUDA核心，核心频率700MHz，采用900MHz GDDR3显示内存。只供OEM使用。
- GeForce GT 430[9] - 2010年9月13日推出。采用GF108核心，拥有96个CUDA核心，采用900MHz GDDR3或800MHz GDDR5显示内存，OEM版本最高达到2GB[10]。
- GeForce GT 440[11] - 2010年10月17日推出。采用GF106核心，拥有144个CUDA核心，采用高于GTS 450的192位GDDR5，显示内存容量有1.5GB与3GB两种，仅供OEM市场，其竞争对手是AMD的HD 5600系列。之后，NVIDIA于2011年2月1日推出零售版本[12]，不同于OEM版本，采用GF108核心，拥有96个CUDA核心，用来取代上代产品GT 240。
- GeForce GTS 450[13] - 2010年9月13日推出。采用GF106核心（2011年初改用GF116），拥有192个CUDA核心，采用128位GDDR5（一个64位的存储器控制器被关闭），显示内存容量有1GB与2GB两种，定位于129美元以下市场，其性能在竞争对手HD 5770之下。OEM版本采用192位GDDR5，显示内存容量1.5GB[14]。
- GeForce GTX 460[15] - 2010年7月12日推出。采用GF104核心。在多个媒体评测中，其SLI性能已经超过单卡GTX 480。存储器有768MB/192-bit、1GB/256-bit、2GB/256-bit三种版本，后者仅供OEM，并且存储器频率降为1700MHz[16]。GeForce GTX 460 v2为2011年7月推出的更新版本，采用GF114核心，主频亦较高。全部版本均没有开启全部流处理器（CUDA核心），只激活了其中336个，亦即关闭了其中一组SM单元48个流处理器，但也有极少部分流处理器全部开启工程样品流入零售市场，后来也有部分厂商的GeForce GTX 460显卡可以透过刷写GeForce GTX 560 Ti来开启全部流处理器。
- GeForce GTX 460 Second Edition[15] - 2010年11月15日推出。早期名称是GTS 455。SE的名称与早期的MX 440 SE等类似，是在GTX 460基础上继续屏蔽了部分处理单元。
- GeForce GTX 465[17] - 2010年6月1日推出。显示核心与GTX 470相同，是其“阉割”版本。拥有352个CUDA核心即11个流处理器模块，采用1GB 256-bit GDDR5显示内存。基于这个特性，部分拥有10片显示内存颗粒的GTX 465可以硬刷BIOS成为GTX 470，但实际GTX 465是屏蔽了部分有问题的显示核心，强制打开被屏蔽的核心可能会出现花屏，死机等现象[18]。
- GeForce GTX 470[19] - 2010年3月26日推出。该系列首款产品，GTX 470有448个运作于607MHz的CUDA核心，1215MHz的着色器主频与1.25GB的GDDR5存储器，核心TDP则是215W。与HD 5850相比之下GTX 470比前者几乎都快上10%的性能，发布价位则是349美元，GTX 480与GTX 470都是NVIDIA第一张支持Direct3D 11的显卡。
- GeForce GTX 480[20] - 2010年3月26日推出。该系列首款产品，目前GeForce 400系列中最高阶的版本，它拥有480个运作在700MHz的CUDA核心、1.4GHz的着色器主频与1.5GB的GDDR5存储器，核心TDP为250W。与Radeon HD 5870相比GTX 480比前者几乎都快上10 - 30%的性能，发布价位是499美元。GF100核心的完整优化版本GF110于2010年11月8日推出，命名为GeForce GTX 580。
- 行动平台
- GeForce 410M - 2011年1月5日推出，核心采用GF108M的改进版本GF119M，代号N12M-GS。
- GeForce GT 415M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GV。
- GeForce GT 420M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GE。
- GeForce GT 425M - 2010年8月15日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GS。
- GeForce GT 435M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GT。
- GeForce GT 445M - 2010年9月3日推出，采用GF106M核心，代号N11E-GE。
- GeForce GTX 460M[21] - 2010年9月3日推出，采用GF106M核心，代号N11E-GS。内置192个CUDA核心，主频为675MHz，流处理器主频为1350MHz，支持192-bit带宽的1.5GB GDDR5存储器。
- GeForce GTX 470M[22] - 2010年9月3日推出，采用GF104M核心，代号N11E-GT。内置288个CUDA核心，主频为550MHz，流处理器主频为1100MHz，支持192-bit带宽的1.5GB GDDR5存储器。
- GeForce GTX 480M[23] - 2010年5月25日推出，采用GF100M核心，代号N11E-GTX，NVIDIA首款DirectX 11行动显示核心。同时还发表了NVIDIA Verde笔记本电脑驱动程序。GTX 480M内置352个CUDA核心，主频为425MHz，流处理器主频为850MHz，单精确度浮点性为897GFlops，并支持256-bit带宽的2GB GDDR5存储器，其功耗约为100W。视频输出部分GTX 480M支持DisplayPort、HDMI 1.4等接口。
- GeForce GTX 485M[24] - 2011年1月5日推出，采用改进的GF114M核心，代号N12E-GTX。GTX 485M内置完整的384个CUDA核心，主频为575MHz，流处理器主频为1150MHz，支持256-bit带宽的2GB GDDR5存储器，其功耗约为100W。相比GTX 480M其计算能力提升48%、带宽提升25%。
相关条目
参考文献
- ^ OpenGL 4.6 driver support. [2020-02-05]. （原始内容存档于2020-02-02）.
- ^ 全新世代 CUDA 架構 – 代號 “[[恩里科·费米|Fermi]]”. [2010-02-03]. （原始内容存档于2009-11-18）.
- ^ 革命性DX11架构！GTX480/470权威评测. [2012-03-26]. （原始内容存档于2010-09-23）.
- ^ 3D Vision Surround 技術. [2010-03-31]. （原始内容存档于2010-05-28）.
- ^ 跨入GF100新时代!GeForce GTX480评测. [2013-02-25]. （原始内容存档于2010-08-20）.
- ^ 星空下闪耀的双子星 NVIDIA GeForce GTX 560评测首发. [2013-02-25]. （原始内容存档于2011-08-30）.
- ^ geforce.com: GeForce 405 OEM （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GT 420 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com GeForce GT 430 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GT 430 OEM （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GT 440 OEM （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GT 440 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTS 450 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTS 450 OEM （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 15.0 15.1 nvidia.com: GeForce GTX 460 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 460 OEM （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 465 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ 驱动之家: GTX 465变身记 索泰GTX 465极速版破解实战 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 470 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 480 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 460M （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 470M （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 480M （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ nvidia.com: GeForce GTX 485M （页面存档备份，存于互联网档案馆）
外部链接
