ما الجديد في نواة GM107 القادمة من المعمارية الجديده Maxwell من NVIDIA
قدمت شركة Nvidia حلولها الرسومية الأولى المستندة على المعمارية الحديثة والواعدة المسماة Maxwell التي صممت لتحسن بشكل أكثر الأداء مقابل الواط مقارنة بالمعمارية السابقة Kepler.
البطاقات الرسومية الجديدة سلسلة GeForce GTX 750 تستند على نواة GM107 وهي تستهدف فئة Mainstream. قال سكوت هيركليمان المدير العام لقسم أعمال GeForce لدى شركة Nvidia " نحن نعرف أنه لكي نطور الأداء، ينبغي علينا أن نطور الأداء مقابل الواط، لأن كل نظام صممناه لديه حد للطاقة من الحواسب الخارقة للحواسب للهواتف الذكية. لهذا السبب أنشأنا معمارية Maxwell كي تكون أكثر معمارية معالج رسومي فعالة من أي وقت مضى".
لتعزيز كفاءة الجيل الأول من معمارية Maxwell ولتعزيز الأداء لكل معالج تدفق/لكل واط، فإن شركة Nvidia أعادت تصميم معالج التدفق المتعدد لوحدات (SM) كليا مقارنة بمعمارية Kepler. مع Kepler، كل وحدة SM تحتوي على 192 نواة. هذا كان معقدا لقطعة واحدة من وحدة التحكم. مع Maxwell، قسمت شركة Nvidia وحدة SM إلى أربع كتل، كل واحدة منها لديها وحدة تحكم خاصه بها. كل كتلة تتميز بوحدة تحكم الخاص بها أي، التخزين المؤقت للأوامر، مجدول التنقل، وحدة الإرسال,الملف المسجل و32 نواة. وكل وحدة SM تتميز بوحدة محرك PolyMorph 2.0 خاص به وذلك يعني مرصع، منظم الرؤوس، نتاج تدفق، إلخ. بإختصار ان نواة GM107 تحتوي على 5 وحدات SM كل واحدة تحتوي على 128 نواة وكل وحدة SM مقسمة الى 4 كتل تحتوي كل كتلة على 32 نواة.
التحسينات لتجزئة وحدة التحكم، توازن عبأ العمل، تدريج بوابة التردد، عدد الأوامر الصادرة لكل دورة تردد، والعديد من التعزيزات التي تسمح لوحدة SM الخاصه بمعمارية Maxwell المسماة أيضا SMM أن تتجاوز بكثير كفاءة وحدة SM الخاصه بمعمارية Kepler والتي تعرف بـ(SMX). وحدات SM لمعمارية Maxwell الجديدة تمكن شركة Nvidia من زيادة عدد وحدات SM لخمسة في نواة GM107، مقارنة لوحدتين في نواة GK10، مع زيادة فقط بنسبة 25% في مساحة القالب. ان نواة GM107 هي أول معالج رسومي مرتكز على معمارية Maxwell، التي تدمج 5 وحدات SMs و ينتج عنها 640 نواة او كما تحب NVIDIA ان تطلق عليها كودا كور. و 40texture units,16 raster operating units، ذاكرة كاش 2MB L2 فضلا عن وحدة تحكم ذاكرة 128bit ( مقسمة إلى وحدتي تحكم 64bit). هذه النواة مصنعة باستخدم دقة تصنيع 28nm من TSMC وتحتوي 1.87 مليار ترانزيستور على النقيض نواة الـ GK107 التي تضم فقط 384 نواة او كودا كور.
مع القدرة على حل مشكلة واحدة عملاقة لمنطق التحكم الخاص بوحدات SM بجعلها تحتوي على عدد اكثر من الوحدات مقابل عدد اكبر من الأنوية كانت NVIDIA قادره على تصميم النواة لتكون أكثر كفاءة. و نتيجة لذلك، قامت NVIDIA بالفعل بزيادة عدد أداء الذروة لكل نواة بنسبة 35% أثناء مقارنتها بالأنوية التي كانت موجودة مع النواة المبنية مع الجيل السابق من معمارية Kepler.
و بما أن شركة Nvidia تستخدم نواة إجمالية أقل للحصول على المزيد من الأداء، فإن استهلاك طاقة أقل أمر محسوم في النهاية، بزيادة الأداء/ الواط لمعمارية Maxwell. عدد من التحسينات الإضافية قد تمت داخل النواة لزيادة كفاة الطاقة. المعالج الرسومي GM107 تدعم كل ميزات الفئة العليا الحديثة مثل DirectX 11, OpenGL 4.3, OpenCL 1.2, stereoscopic-3D قدرة الشاشة المتعددة، PhysX, ShadowPlay, G-Sync, GameStream وغيرها.
بقي ان نذكر ان هذه النواة GM107 موجهة لفئة Mainstream وهي اتت بدقة تصنيع 28nm والتي كان من المفترض ان تظهر لنا بدقة تصنيع 20nm ولكن بما ان تلك الدقة لم تجهز بعد ففضلت NVIDIA ان تطرح اولى الأنوية الجديدة من فئة منخفضة و من المعمارية الجديده Maxwell حتى تهيئ لها العمل وايضا لرؤية ما هي قادرة على عمله على ارض الواقع. طبعا لو طرحت بدقة تصنيع اصغر لكانت النتائج افضل, ولكن لا ننسى ان هناك انوية اخرى سوف تصدر مثل GM104 و GM110 وقد نرى انوية بمسميات اخرى لفئة Perfomance و فئة Enthusiast التي سوف تكون بكل تأكيد من دقة تصنيع 20nm والتي سوف تكون وقتها قد اصبحت جاهزة لمرحلة الإنتاج الشامل بالشكل المطلوب.
لا نستطيع ان نتنبأ بعدد الكودا كور التي سوف تحمله الأنوية تلك ومدى القوة التي سوف تحملها رغم ان هناك الكثير من المواقع التي سربت ذلك ولكننا لن نأخذ بها إلا بشكل رسمي. ولكن المتأكد منه هو ان معمارية Maxwell سوف تحقق نقلة نوعية في زيادة الأداء مقابل الإستهلاك التي تحتاجه مقارنة مع معمارية الجيل السابق Kepler. الفترة المتوقعة لصدور تلك الانوية ايضا غير معروفة ولكن الأكيد انها في النصف الثاني من هذا العام وفقا لبعض المصادر وقد تفاجئنا NVIDIA وتطلقها قبل ذلك حتى من يعلم.
