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Nvidia-GeForce-8-Serie

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Die NVIDIA-GeForce-8-Serie ist der direkte Nachfolger der GeForce-7-Serie und damit die achte Generation mit dem Namen GeForce. Mit der GeForce 8 Serie führt NVIDIA erstmal das Shadermodell 4.0 (SM 4.0) mit Pixel- und Vertexshader 4.0 nach DirectX 10 ein. Mit ca. 681 Millionen Transistoren besaß die bei der Einführung schnellste Geforce-Karte 8800 GTX als erstes handelsübliches Grafikchipmodell mehr als 500 Millionen Transistoren. Die mobilen Grafiklösungen werden als NVIDIA-GeForce-8M-Serie vermarktet.

Geschichte

Die GeForce-8-Serie wurde im Gegensatz zur GeForce-7-Serie nicht weitestgehendst aus der Vorgängerserie heraus entwickelt, sondern in vielen Punkten komplett neu erstellt. Dabei äußerte sich NVIDIA bezüglich der Unterstützung der Unified-Shader-Architektur so, dass die meisten Beobachter davon ausgingen, dass diese Technologie nicht unterstützt wird. So sprach NVIDIAs Chefarchitekt in einem Interview, dass NVIDIA einen Chip mit Unified Shader erstellen würde, „sobald es sinnvoll ist“.[1] Dass dies bereits in der Geforce-8-Serie implementiert wurde, war bis zum Release des ersten Grafikchips G80 (NV50) nicht bekannt.

Die ersten beiden Grafikkarten auf Basis der neuen Grafikprozessoren wurden am 8. November 2006 auf dem Markt gebracht, dies waren die GeForce 8800 GTX und die GeForce 8800 GTS (mit einer Grafikspeichergröße von 640 MB). Im Februar 2007 folgte dann noch eine weitere Version der 8800 GTS mit einem Grafikspeicher von 320 MB und ansonsten gleichen Baudaten.

Am 17. April 2007 stellte NVIDIA schließlich erste GeForce-8-Karten für Mainstream und Low-End vor, in Form der GeForce 8600 GTS, 8600 GT und der 8500 GT. Die 8600-Serie konnte die teilweise sehr hohen Erwartungen, welche vor allem durch die sehr efolgreichen Vorgänger, der 6600-Serie und der 7600-Serie, geweckt wurden, nicht erfüllen, da sie im Bezug auf die wichtigsten Teil der GPU nur etwa ein Viertel des High-End-Chips G80 entspricht. Im Gegensatz dazu waren die beiden Vorgänger G73 (7600) und NV43 (6600) jeweils halbierte Versionen der jeweiligen High-End-Chips.

Mit der Vorstellung der GeForce 8800 Ultra am 2. Mai 2007 drehte NVIDIA wieder einmal an der Geschwindigkeitsschraube. Im Vergleich zur 8800 GTX wird dieses Modell mit höheren Taktraten ausgeliefert. Da allerdings auch ein neues Stepping verwendet wird, handelt es sich bei diesem Modell nicht um eine reine Erhöhung der Taktraten, sondern der Prozessor ist auch generell für höhere Taktraten ausgelegt. Im Gegensatz zu den bisherigen Grafikprozessoren der Geforce-8-Serie war die 8800 Ultra zur Vorstellung nicht sofort verfügbar, sondern es wurde ein sogenannter „Papierlaunch“ durchgeführt. So konnte die 8800 Ultra noch vor der Konkurrenzserie AMDs, der ATI-Radeon-HD-2000-Serie vorgestellt werden. Die offizielle Verfügbarkeit im Handel war von Nvidia auf den 15. Mai angegeben, vereinzelt war sie jedoch bereits kurz nach der Präsentation lieferbar.

Eine Woche später, am 9. Mai 2007, wurden dann die ersten mobilen Grafiklösungen auf Basis der Geforce 8 vorgestellt, die GeForce-8M-Serie. Präsentiert wurden allerdings zunächst nur Low-End und Midrange-Modelle, was auf den Umstand zurückzuführen ist, das nicht mehr besonders angepasste Grafikprozessoren, sondern „normale“ GPUs verwendet werden. High-End-Modelle würden hier jedoch zuviel Strom verbrauchen.

Technisches

Bei der GeForce 8 Serie kommen erstmals Unified Shader zum Einsatz. Die Evolution der Technik hat dazu geführt, dass man nicht mehr wirklich nach Quads im herkömmlichen Sinne unterscheiden kann, da es keine Rendering-Pipelines mehr gibt. Jedoch existieren weiterhin Verbundeinheiten, nämlich die Shader-Cluster und die ROP-Partitionen, welche eine gute Skalierung der GeForce-8-Serie ermöglichen. Die Aufgaben der Vertex-, Pixelpipelines, Vertex- und Pixel-Shader aus den Rendering-Pipelines übernehmen jetzt sogenannte Stream-Prozessoren (SPs) mit.

Sämtliche Grafikkarten der Geforce-8-Serie unterstützten die CUDA-Technik, mit der wissenschaftliche Berechnungen beschleunigt werden. Die CUDA-Software muss allerdings auf neue Grafikkarten zunächst angepasst werden.[2]

Grafikprozessoren

Übersicht Grafikchips der NVIDIA-GeForce-8-Serie
Grafikchip Fertigung
(nm) 		Transistoren
(in Mio.) 		Chip-Größe
(mm²) 		Schnittstelle Einheiten DirectX / OpenGL
Version 		Video-
prozessor 		Sonstiges
ROP-
Partitionen 		ROPs Speicherinterface SPs (MADD+MUL) TAUs TMUs
G80 90 ca. 681 ca. 484 PCI-Express 6 24 6 x 64 Bit 128 32 64 10.0 / 2.1 -
G84 80 ca. 289 ca. 169 PCI-Express 2 8 2 x 64 Bit 32 16 16 10.0 / 2.1 VP2
G86 80 ca. 210 ca. 115 PCI-Express 1 4 2 x 64 Bit 16 8 8 10.0 / 2.1 VP2

Namensgebung

Bei der GeForce-8-Serie kommt das gleiche Bezeichnungsschema wie seit der GeForce-6-Serie zum Einsatz. Alle Grafikchips werden mit einer vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer "8" (für GeForce 8) beginnen. Die zweite Ziffer teilt dann die Familie in verschiedene Marktsegmente auf. Die dritte und vierte Ziffer dienen zu einer weiteren Diversifizierung.

Aufteilung:

  • 85xx: Low-End
  • 86xx: Mainstream
  • 88xx: High-End

Buchstabenkürzel

  • GT - Budgetversion
  • GTS - Leistungsfähigere Version; im Mainstream-Segment die leistungsfähigste Version
  • GTX - Sehr starke Version (nur im High-End-Segment)
  • Ultra - Leistungsstärkstes Modell (nur im High-End-Segment)

Modelldaten

Übersicht Modelle der NVIDIA-GeForce-8-Serie
Modell Monat/Jahr Grafikprozessor (GPU) Speicher Sonstiges
Typ aktive
ROPs 		aktive
SPs 		Chiptakt
(MHz) 		Shadertakt
(MHz) 		Größe
(MiB) 		Takt
(MHz) 		Typ
GeForce 8500 GT
04/2007
G86
4
16
450
900
256
512
400
128 Bit DDR2
GeForce 8600 GT
04/2007
G84
8
32
540
1180
256
512
700
128 Bit GDDR3
GeForce 8600 GTS
04/2007
G84
8
32
675
1450
256
512
1000
128 Bit GDDR3
GeForce 8800 GTS
11/2006
G80
20
96
500
1200
320
640
800
320 Bit GDDR3
GeForce 8800 GTX
11/2006
G80
24
128
575
1350
768
900
384 Bit GDDR3
GeForce 8800 Ultra
05/2007
G80
24
128
612
1500
768
1080
384 Bit GDDR3

Hinweise:

  • Die angegeben Taktraten sind die von NVIDIA empfohlenen bzw. festgelegten. Allerdings liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, das es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
  • Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.


Leistungsdaten

Für die jeweiligen Modelle ergeben sich folgende theoretische Leistungsdaten:

Theoretische Leistungsdaten NVIDIA-GeForce-8-Serie
Modell MADD-Rechenleistung des
Grafikprozessors (GFlops) 		Pixelfüllrate des
Grafikprozessors (MPixel/s) 		Texelfüllrate des
Grafikprozessors (MT/s) 		Bandbreite zum
Grafikspeicher (GB/s)
GeForce 8500 GT 43,2 1800 3600 12,8
GeForce 8600 GT 113 4320 8640 22,4
GeForce 8600 GTS 139 5400 10800 32,0
GeForce 8800 GTS 346 10000 24000 64,0
GeForce 8800 GTX 518 13800 36800 86,4
GeForce 8800 Ultra 576 14688 39168 103,7

Hinweise:

  • Die angegebenen Leistungswerte für MADD-Rechenleistung, Pixelfüllrate, Texelfüllrate und Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.

Referenzen

  1. ↑ X-bit labs: NVIDIA Chief Architect: Unified Pixel and Vertex Pipelines – The Way to Go, 11. Juli 2005, englisch
  2. ↑ NVIDIA Corporation: NVIDIA CUDA Homepage, englisch

Siehe auch

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