Djupdykning: Nvidia Turing under luppen – arkitekturen bakom Geforce RTX 2000-serien

Förutom en helt ny arkitektur är Turing först ut med minnestekniken GDDR6, som efterträder GDDR5 och vidareutvecklingen GDDR5X. Tekniken är gjord för att kunna köras i signifikant högre hastigheter än tidigare, där Samsung och Micron visat upp lösningar som kör i 18 respektive 20 GHz i effektiv minnesfrekvens.

Snabba minneskretsar är dock bara en av delarna som krävs för att kunna nå så pass höga frekvenser. Ledningsbanorna på kretskortet som leder till grafikkretsen spelar också roll och det måste finnas en minneskontroller som hänger med. Det senare har enligt Nvidia varit en stor utmaning.

Med arkitekturen Turing inleder Nvidia med GDDR6-kretsar som körs i 14 GHz effektivt. Utmaningen redan här är att det motsvarar att att varje ny signal skickas var ~70 pikosekund (0,000 000 000 070 sekunder), vilket gör att risken för att signalerna störa varandra, crosstalk, ökar.

Steget upp till effektiva 14 GHz motsvarar en ökad teoretisk bandbredd på 23–40 procent jämfört med de Pascal-baserade grafikkort som använder GDDR5 i hastigheterna 10–11,4 GHz. Vid sidan om detta ger arkitektoniska förbättringar i Turing ett ytterligare lyft i effektiv bandbredd med 20–35 procent.

Då detta är första generationens minneskontroller med stöd för GDDR6 är det ingen vild gissning att stöd för ännu högre klockfrekvenser tillhör en av nyheterna med kommande arkitekturer som nyttjar minnestekniken.

NVLink – nästa generations SLI

Även de som har råd med världens snabbaste grafikkort kan vilja ha ut mer prestanda och för dessa är Nvidia SLI och AMD Crossfire nästa steg. För några år sedan slopade AMD de dedikerade Crossfire-bryggorna och sköter kommunikation mellan grafikkort genom PCI Express-anslutningarna på moderkortet, medan Nvidia valt att behålla sina SLI-bryggor för ändamålet.

I och med Pascal började SLI-bryggorna på allvar bli en flaskhals, något Nvidia försökte parera med introduktionen av SLI HB Bridge. Dessa dubblerade bandbredden jämfört med SLI. Med Turing löper Nvidia hela linan ut och skrotar den traditionella SLI-bryggan till förmån för NVLink.

Med NVLink ökar Nvidia bandbredden rejält till 25 GB/s dubbelriktat för TU104 och hela 50 GB/s för TU102. Den ökade bandbredden ska inte göra särskilt stor nytta i lägre upplösningar som 1 920 x 1 080 och 2 560 x 1 440 pixlar, medan skillnaden i prestandan ska vara mätbar i 3 840 x 2 160 pixlar (4K UHD) och högre.

Vidare menar Nvidia att den bandbredd som erbjuds är väl över vad som krävs i dagsläget. Det här motiveras med att NVLink-protokollet är en satsning på framtiden och att den likt traditionella SLI är tänkt att kunna hålla ställningarna i många år innan ännu ett byte kan bli aktuellt.

Nvidia Geforce RTX 2070 utan SLI-stöd

När Nvidia lanserade Geforce GTX 1060 blev det rubriker över att grafikkortet inte fick något stöd för SLI. Med Turing går Nvidia ett steg längre och tar bort detta även för xx70-serien, vilket innebär att SLI-användare måste köpa minst RTX 2080 om de har planer på att köra fler än ett grafikkort.

Nvidia Geforce RTX 2070 har inget stöd för SLI

På frågan om varför TU106 och Geforce RTX 2070 blir utan NVLink och SLI konstaterar Nvidia att SLI är en funktion för världens snabbaste system. För det ändamålet bör entusiaster köpa en dubbel uppsättning RTX 2080 eller RTX 2080 Ti, då två RTX 2070 teoretiskt "endast" skulle nå upp till ett ensamt RTX 2080 Ti prestandamässigt.