A grafikus kártyák teljesítményének növekedése a gyártástechnológia fejlődésével

2018. június 30. Kocsis Bence

A grafikus kártyák teljesítménye évről évre túlszárnyalja az előző generáció tagjait. Ennek hosszú éveken keresztül az volt az ára, hogy a csúcskategóriás grafikus kártyák fogyasztása az egeket verdeste. Az utóbbi években viszont mind az NVIDIA, mind az AMD komoly erőfeszítéseket tett és tesz arra, hogy a teljesítmény növelés mellett az új generációs grafikus kártyák fogyasztását csökkentse. Ennek az egyik oka a felhasználók kegyeinek elnyerése volt, másrészt képbe került a bányászat, mely ha közvetve is, de hatást gyakorolt a fejlesztőkre, hogy a fogyasztást csökkentsék. Ezeket a célokat legfőképp a gyártástechnológia folyamatos fejlesztésével tudják elérni. Azokban az esetekben, mikor nem történt gyártástechnológiai változás legtöbbször a fogyasztás drasztikus emelése a záloga annak, hogy egy új generáció túlszárnyalja az elődöket.

Mai cikkünkben azzal foglalkozunk, hogy hogyan is alakult ez a fejlődés. Milyen hatással volt a gyártástechnológia változása a grafikus kártyák fogyasztására és teljesítményére. De első körben nézzük meg, hogy egy egy AMD és NVIDIA generáció milyen ugrásokat ért el a teljesítmény tekintetében. AZ AMD grafikus kártyák esetében összességében jól látható a fejlődés, bár voltak olyan időszakok, amikor a gyártó egy helyben toporgott. A 2009-ben megjelent 55 nm-es gyártástechnológiával készült HD 5870 teljesítményének a 2017-ben piacra dobott 14 nm-es VEGA 64 teljesítménye 4,6-szorosa. Ennyit fejlődött az AMD ebben az időszakban, ha csak a nyers számítási teljesítményt vesszük figyelembe.

A grafikonokból látszik, melyik generáció váltáskor volt komoly ugrás teljesítmény tekintetében. Az AMD esetében érdekes a helyzet, hisz nem minden esetben hozott a gyártástechnológiai fejlődés teljesítmény növekedést. A HD 6000 és HD 7000 széria között volt lényegesenn ugrás, hisz a HD 7970 Ghz 60%-al nyújtott nagyobb teljesítményt, mint az előd HD 6970. Ami érdekesség, hogy az R9 300 sorozat után az RX 400 sorozat visszalépett teljesítmény tekintetében, de, ahogy később meglátjuk, ebben az esetben a gyártó a fogyasztás csökkentés mellett döntött a teljesítménnyel szemben. Nagy ugrás volt viszont a VEGA sorozat, mely dupla teljesítményt produkált az RX 500 sorozat legnagyobb tagjaihoz képest, viszont ezt az eredményt sok-sok plusz watt elfogyasztásával sikerült elérnie.

Az NVIDIA esetében egészen 2008-ig megyünk vissza, ugyanis ekkor jelent meg a Geforce 9800 GTX, mely még 65 nm-es gyártástechnológiát használt. Ennek a modellnek a számítási teljesítménye 0,432 TFLOPs volt. A jelenlegi zászlóshajó a Geforce GTX 1080 Ti jelenleg 11,340 TFLOPs számítási teljesítményre képes, ami 26x-os teljesítménybeli növekedést mutat. A gyártástechnológia fejlődése itt is jól látható. Mikor az NVIDIA 40 nm-ről áttért 28 nm-re, akkor a teljesítmény duplázódott (GTX 580/GTX 680), vagy mikor a 28 nm-en túllépve a 16 nm-es gyártástechnológiát használták ugyancsak közel megduplázódott a teljesítmény (GTX 980 Ti / GTX 1080 Ti)

Aztán számolgattunk és készítettünk egy kis listát. Arra kerestük a választ, hogy egy grafikus kártya 1 TFLOPs (nyers teljesítmény) eléréséhez hány Watt felvételére van szükség. Először is nézzünk meg egy AMD majd egy NVIDIA generáció fejlődést, melynél a TDP-t és a nyers teljesítményt vetettük össze.

Az AMD mindig is hadilábon állt a teljesítmény / fogyasztás aránnyal, gondoljunk csak a Radeon R9 290, vagy 290X modellekre, melyek közel 300W-ot fogyasztottak, míg a konkurencia (780, 780 Ti) megállt 250W-on. Igazán nagy fejlődést a 14 nm-es gyártástechnológia alkalmazása és a Polaris GPU jelentett. A 2016-os évben az AMD gondolt egyet, kidobta azon terveit, hogy növelje a teljesítményt az előző generációhoz képest és piacra dobta a RAdeon RX 480-at, mely közel a Radeon R9 390X teljesítményét hozta, de ezt majdnem fele akkora fogyasztással produkálta. Aztán persze kellett egy csúcskártya, melynek esetében újra visszacsúszott a TDP 300W környékére, de például a VEGA 64 közel azonos fogyasztáson, mint az R9 390X dupla teljesítményt hoz, ami 2 év alatt figyelemre méltó.

Név	megjelenés	Gyártástechn.	FP32 teljesítmény	TDP	W / 1 TFLOPs
AMD Radeon VEGA 64	2017	14 nm	12,583 TFLOPs	295W	23,44
AMD Radeon RX 580	2017	14 nm	6,175 TFLOPS	185W	29,96
AMD Radeon RX 480	2016	14 nm	5,834 TFLOPs	150W	25,71
AMD Radeon R9 390X	2015	28 nm	5,914 TFLOPs	275W	46,5
AMD Radeon R9 290X	2013	28 nm	5,632 TFLOPs	290W	51,49
AMD Radeon HD 7970 Ghz	2012	28 nm	4,301 TFLOPs	300W	69,75
AMD Radeon HD 6970	2010	40 nm	2,703 TFLOPs	250W	92,48
AMD Radeon HD 5870	2009	40 nm	2,720 TFLOPs	188W	69,11
.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=MPYrSChLkqI[/youtube]

Az NVIDIA eleinte le volt maradva az AMD-től a gyártástechnológia terén, viszont az utóbbi években szépen lassan felzárkózott és be is előzte az AMD-t (bár jelenleg még mindig csak 16 nm-en tartanak a zöldek). Az NVIDIA politikája az utóbbi években, hogy 250W TDP-nél szabják meg a plafont. A táblázatban látható, hogy alakult a teljesítméní növekedése az 55, 40, 25, vagy a 16 nm-re való váltáskor. Sokkal kiegyensúlyozottabb a helyzet, mint az AMD esetében.

Név	megjelenés	Gyártástechn.	FP32 teljesítmény	TDP	W / 1 TFLOPs
NVIDIA Geforce GTX 1080 Ti	2017	16 nm	11,340 TFLOPs	250W	22,04
NVIDIA Geforc GTX 980 Ti	2015	28 nm	6,060 TFLOPs	250W	41,25
NVIDIA Geforce GTX 780 Ti	2013	28 nm	5,345 TFLOPs	250W	46,77
NVIDIA Geforce GTX 680	2012	28 nm	3,250 TFLOPs	195W	60
NVIDIA Geforce GTX 580	2010	40 nm	1,581 TFLOPs	244W	154,33
NVIDIA Geforce GTX 480	2010	40 nm	1,345 TFLOPs	250W	185,87
NVIDIA Geforce GTX 285	2008	55 nm	0,781 TFLOPs	204W	261,20
NVIDIA Geforce 9800 GTX	2008	65 nm	0,432 TFLOPs	140W	324,07
.

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=JUL6Gc2g4kg[/youtube]

Sajnos a következő generációkra még egy cseppet várnunk kell, hisz a kriprovaluta bányászat körüli mizéria az utóbbi időben komolyan befolyásolja a keresletet. Ez a raktárkészletek túltöltődését okozta, így ezeknek a készleteknek a kiürülésétől is függhet az új generáció(k) piacra kerülése. A következőkben az AMD "Navi", illetve a Geforce GTX 1100 sorozat érkezhet.

Címkék: nvidia