GeForce 800系列

GeForce 800系列，是辉达研发的图形处理器产品系列，用于笔记型电脑平台。此代显示核心将采用新的Maxwell微架构（晶片代号将以『GM』开头），以苏格兰理论物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦的名字命名。2014年初悄然发表的行动型显示核心GeForce 820M，尽管列入GeForce 800系列，但仍采用GeForce 500系列『Fermi』架构的GF117显示核心，因此仅仅是旧型号显示核心更名而已。首款基于Maxwell微架构的显示核心实际为GeForce 700系列上的GeForce GTX 750以及750 Ti。后来，NVIDIA也陆续发布行动平台的GeForce 800M系列的其他型号，除GeForce 830M、840M、GTX 850M以及GTX 860M的部分批次以外，其余的均使用旧有显示核心。NVIDIA宣布新一代Maxwell核心的首发两款产品将被命名为NVIDIA GeForce 900系列，分别为GTX 970和GTX 980。而预计GeForce 800系列将使用在OEM市场，就像之前的GeForce 100和GeForce 300系列。

**概观**
用于GeForce 800系列上的『Maxwell』显示核心架构，是用于GeForce 600以及700系列『Kepler』显示核心架构的下一代，将首次在显示核心上内建ARM架构的CPU核心。NVIDIA的CEO黄仁勋称，这样做使得GPU更加独立于主CPU。NVIDIA称『Maxwell』显示核心架构对比『Kepler』架构，会有更高的图形处理效能、更简化的可程式性以及更好的能效比。
2010年9月NVIDIA宣布下一代显示核心架构『Maxwell』。首款基于『Maxwell』架构的消费级显示核心的产品将于2014年早期发卖。稍后将有基于『Maxwell』显示核心的NVIDIA Tesla运算卡以及NVIDIA Quadro专业图形卡。最后会有供手持式装置使用的基于该架构的NVIDIA Tegra系统单晶片出现。

**架构特性**
初期，Maxwell架构显示核心，仍采用台积电的28nm制程，核心规模也较为有限。首代Maxwell显示核心有GM107和GM108，均面向消费级市场，相比Kepler而言仅是多了一些Kepler架构所没有的附加功能特性，性能、功耗及能效比上与Kepler相去不远。这些新增的特性主要有：- NVENC效能的加强。NVENC是NVIDIA开发的视讯解码器，在初代Maxwell显示核心上的效能为1.5倍到2倍于Kepler显示核心，在6到8倍的回放速率使仍能实时解码。- PureVideo效能加强。NVIDIA提升了Maxwell的视讯解码快取和记忆体存取效率，称在Pure Video E功能集视讯解码时，比以往的有8到10倍效能提升。然而，H.265硬体解码的支援度仍然不完整，需要软体以及硬体共同执行。- 新增一个电源模式『GC5』。当显示核心进行视讯解码作业时，会进入一个新的『GC5』电源模式，只保留视讯解码所需的电路单元的电力供应，节省电力。

**显示记忆体**
GM107的L2快取，由GK107的256KB，大幅增加到2MB，大大降低对显示记忆体的频宽需求。相应地，NVIDIA仅为GM107的使用128位元的记忆体控制器位宽，而GM107的效能与kepler的192位元记忆体位宽的GK106不相上下，除此以外，减少了记忆体位宽，还会节省电能。

**SMM**
Kepler时代，CUDA核心/流处理器阵列被NVIDIA称作SMX，而Maxwell的设计，则改称SMM。SMM阵列中，各阵列是分离独立的，因此阵列中的4个排程引擎控制各自所属的FP32 CUDA核心、载入/存储单元以及特殊功能单元，不像Kepler那样一个排程引擎需要共用资源。不过，纹理单元以及FP64 CUDA核心则仍然是共用的。SMM提供比SMX更细粒度的资源分配，当负载并非为共用资源最佳化时节省电力。NVIDIA称128个CUDA核心的SMM可以达到192个CUDA核心的SMX的90%的效能。

**通用运算**
相比GK110/GK208支援CUDA 3.5，GM107可以支援CUDA 5.0通用运算库。在GK110/GK208上现身的动态并行以及HyperQ，基于Maxwell架构的显示核心会全面支援。Maxwell架构为32位元整数的原子操作提供原生共用记忆体，支援32位元和64位元的数据比较和交换（compare-and-swap，CAS），可实现其它形式的原子操作功能。

**API**
Maxwell架构全面支援DirectX 12。

**继任架构**
接替『Maxwell』显示核心架构的，是NVIDIA于2013年3月宣布的代号『Volta』的显示核心架构。2014年，这个构想的架构被定名为『Pascal』 『Pascal』将实现片上堆叠式动态随机存取记忆体（DRAM），或称『片上显示记忆体』，统一记忆体架构以及NVLink。

**产品介绍**

**桌上型平台**
首款基于Maxwell架构的显示核心是GM107，但它却被划入GeForce 700系列，是为GeForce GTX 750和GTX 750 Ti，均使用28奈米制程，它们均于2014年2月18日发布。GeForce GTX 750和GTX 750 Ti的TDP分别仅为55瓦和60瓦，这样使得它们都能直接从PCIe插槽中获取足够的电能而无需辅助供电连接埠。第二款基于Maxwell架构的显示核心GM204被划入GeForce 900系列，是为GeForce GTX 970和GTX 980，它们均于2014年9月19日发布。

**行动平台**
GeForce 800M的首发产品是GeForce 820M - 使用『Fermi』显示核心架构的GF117显示核心，仅支援PCI-E 2.0，但支援DirectX 11.2、OpenGL 4.4、OpenCL 1.1、FXAA以及Optimus双显示核心切换，搭载DDR3显示记忆体。其后发布的GeForce 830M、840M使用规格较低，但基于Maxwell架构的GM108显示核心。GeForce GTX 850M以及GTX 860M后来推出的批次，采用GM107显示核心。GeForce GTX 860M早期版本、870M以及880M均使用GK104核心，但各型号的核心配置不一。

**晶片规格**
GeForce 800系列本代仅供笔记型电脑使用，而同架构的桌上型电脑用图形处理器产品，则为GeForce 900系列以及GeForce GTX 750/750Ti。- 1 统一渲染器/流处理器数量 : 纹理映射单元数量 : 渲染输出单元数量- 2 画素填充率的估算：ROP的数量乘以基准核心时脉速率（时脉单位Hz），单位画素数每秒（P/s）- 3 纹理填充率的估算：TMU的数量乘以基准核心时脉速率（时脉单位Hz），单位纹理数每秒（T/s）- 4 全系列可支援Direct3D 12，但功能层级会是更低的Feture Level 11_0- 5 单精度浮点数处理效能的估算，由着色器时脉乘以CUDA核心/流处理器数量和每时钟周期CUDA核心/流处理器指令数；双精度浮点数处理效能的估算：核心代号「GMxxx」的为单精度浮点数的1/32，核心代号「GKxxx」的为单精度浮点数的1/24- 6 时脉资料与实际使用的可能有差别，核心代号「GFxxx」的核心时脉分为两部分：CUDA核心时脉/着色器时脉

**参见**
 Project Denver

**参考资料**

**外部连结**
  Nvidia Nsightdate=20180223130038