GeForce 400系列

GeForce 400系列 是NVIDIA的第十二代GeForce显示芯片。采用TSMC的40nm制程，高阶型号将首次采用GDDR5显示内存，中低端产品会采用新型SDDR3显示内存。

该系列产品在最初准备发表时，人们曾认为将命名为GeForce 300系列，但在2010年2月初，NVIDIA通过在Twitter和Facebook的官方账户发出消息，下一代Fermi核心的首发两款产品将被命名为GeForce 400系列，分别为GTX 470和GTX 480。而GeForce 300系列将使用在OEM市场，就像之前的GeForce 100系列。

由于NVIDIA需要针对DirectX 11而重新设计显示核心，所以GTX 480的推出时程比对手AMD慢了不少。后者只是在旧有显示核心，加上对新Shader Model指令的支持，并没有针对DirectX 11而优化。

## 架构介绍

顶级产品GTX 480拥有30亿个晶体管，原设计有512个流处理器（CUDA核心），基于良品率的考虑关闭了32个而只有480个CUDA核心被启用，但数量仍然是GTX 280的两倍多，支援GDDR5显示内存，完整支援DirectX 11标准。GTX 480拥有NVIDIA称之为PolyMorph引擎的技术，在单颗GPU上有16个的镶嵌绘图引擎，可执行全球首款可扩充的几何管线。GTX 480还拥有32倍反锯齿模式，3D Vision Surround技术，支援三屏3D显示输出（GTX 200系列也同样支援该技术）。

新的显示核心特别针对几何性能而设计。近几年，显示核心的渲染效果有了大幅增长，但几何性能只以几个倍数的幅度而增加。

### 模组化

在DirectX 11时代，为进一步加强通用可程式化能力，NVIDIA将GPU划分为多个GPC模组，每个模组实际上除了没有独立的显示内存控制器、二级快取以外，几乎是一颗完整的小型GPU。在GPC内部，内建光栅单元、SM（流式多处理器）阵列/单元，SM单元中包含了一个指令快取、Warp排程器和分派单元各两个、寄存器、32个/48个流处理器（CUDA核心）、16个载入/存储单元、4个特殊功能单元、一级快取、4个纹理单元、纹理快取以及一个负责曲面细分的PolyMorph引擎。

透过对GPC单元或SM阵列的增加删减，效能会随之成近乎线性的增减，籍此可以快速产生多个不同的GPU产品线。顶级产品GeForce GTX 480上，显示核心代号‘GF100’，共计4组GPC单元，每组4个SM阵列，每个SM阵列32个流处理器，但其中一组SM阵列被关闭。中高端产品GeForce GTX 460，核心代号‘GF104’，拥有2组GPC单元，每组4个SM阵列，但每个SM阵列中有48个流处理器，同样有一个SM阵列被关闭。

### Tessellation

Tessellation技术已经被编入为DirectX 11标准。对手AMD则在Radeon 8500时代已经支援相关技术。但当时的Tessellation级别不能够被有效控制，容易造成图像失真。现时，Tessellation技术已经可以完全被编程。额外的顶点可以透过不同的算法而新增。

### Direct Compute 11

Direct Compute可以加强图形特效。例如不同物件的半透明效果，景深效果。

### 光栅化引擎

以往的显示核心只有一个光栅化引擎。而GTX 480则拥有4个，增强抗锯齿性能。

### PolyMorph引擎

由于应用了Tessellation技术，场景中的多边形数量可能会大幅增加。PolyMorph引擎则用来增强多多边形场景的几何性能。

### 流处理器

亦即是NVIDIA所称的CUDA核心。GTX 480用的CUDA核心是NVIDIA所标示的第三代版本。所有指令都被打散为1D指令。增加CUDA核心的使用率。在浮点处理方面，GTX 480用的是IEEE754-2008标准。数据只在输出时四舍五入。以往的做法是每一个步骤都要四舍五入，误差会累积。整数指令精度方面，支援32位元，而对手AMD则只支援24位元。在执行殊函数运算时，AMD的显示核心使用流处理器仍计算。而NVIDIA的显示核心则采用专用的元件。

### 纹理单元

纹理单元的数量有所下降。NVIDIA声称会透过提高单元效率，来弥补纹理单元数目的减少。纹理单元亦已经集成到流处理器中，减少了延迟。

### 光栅单元

重新设计光栅单元，以追赶对手的抗锯齿效能。而CSAA的精度亦有所提升，达到32x。

### 通用计算

首次支援C++和ECC。

## 产品介绍

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- 桌面平台
- GeForce 405 - 采用GT218核心，后期更新为GF119，拥有16个CUDA核心，核心频率520MHz，采用1580MHz GDDR3显示内存，仅供OEM使用。
- GeForce GT 420 - 2010年9月5日推出。采用GF108核心，拥有48个CUDA核心，核心频率700MHz，采用900MHz GDDR3显示内存。只供OEM使用。
- GeForce GT 430 - 2010年9月13日推出。采用GF108核心，拥有96个CUDA核心，采用900MHz GDDR3或800MHz GDDR5显示内存，OEM版本最高达到2GB。
- GeForce GT 440 - 2010年10月17日推出。采用GF106核心，拥有144个CUDA核心，采用高于GTS 450的192位GDDR5，显示内存容量有1.5GB与3GB两种，仅供OEM市场，其竞争对手是AMD的HD 5600系列。之后，NVIDIA于2011年2月1日推出零售版本，不同于OEM版本，采用GF108核心，拥有96个CUDA核心，用来取代上代产品GT 240。
- GeForce GTS 450 - 2010年9月13日推出。采用GF106核心（2011年初改用GF116），拥有192个CUDA核心，采用128位GDDR5（一个64位元的内存控制器被关闭），显示内存容量有1GB与2GB两种，定位于129美元以下市场，其效能在竞争对手HD 5770之下。OEM版本采用192位GDDR5，显示内存容量1.5GB。
- GeForce GTX 460 - 2010年7月12日推出。采用GF104核心。在多个媒体评测中，其SLI效能已经超过单卡GTX 480。内存有768MB/192-bit、1GB/256-bit、2GB/256-bit三种版本，后者仅供OEM，并且内存频率降为1700MHz。GeForce GTX 460 v2为2011年7月推出的更新版本，采用GF114核心，时脉亦较高。全部版本均没有开启全部流处理器（CUDA核心），只启用了其中336个，亦即关闭了其中一组SM单元48个流处理器，但也有极少部分流处理器全部开启工程样品流入零售市场，后来也有部分厂商的GeForce GTX 460显卡可以透过刷写GeForce GTX 560 Ti来开启全部流处理器。
- GeForce GTX 460 Second Edition - 2010年11月15日推出。早期名称是GTS 455。SE的名称与早期的MX 440 SE等类似，是在GTX 460基础上继续屏蔽了部分处理单元。
- GeForce GTX 465 - 2010年6月1日推出。显示核心与GTX 470相同，是其“阉割”版本。拥有352个CUDA核心即11个流处理器模组，采用1GB 256-bit GDDR5显示内存。基于这个特性，部分拥有10片显示内存颗粒的GTX 465可以硬刷BIOS成为GTX 470，但实际GTX 465是屏蔽了部分有问题的显示核心，强制打开被屏蔽的核心可能会出现花屏，死机等现象。
- GeForce GTX 470 - 2010年3月26日推出。该系列首款产品，GTX 470有448个运作于607MHz的CUDA核心，1215MHz的着色器时脉与1.25GB的GDDR5内存，核心TDP则是215W。与HD 5850相比之下GTX 470比前者几乎都快上10%的性能，发布价位则是349美元，GTX 480与GTX 470都是NVIDIA第一张支援Direct3D 11的显卡。
- GeForce GTX 480 - 2010年3月26日推出。该系列首款产品，目前GeForce 400系列中最高阶的版本，它拥有480个运作在700MHz的CUDA核心、1.4GHz的着色器时脉与1.5GB的GDDR5内存，核心TDP为250W。与Radeon HD 5870相比GTX 480比前者几乎都快上10 - 30%的性能，发布价位是499美元。GF100核心的完整优化版本GF110于2010年11月8日推出，命名为GeForce GTX 580。
- 行动平台
- GeForce 410M - 2011年1月5日推出，核心采用GF108M的改进版本GF119M，代号N12M-GS。
- GeForce GT 415M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GV。
- GeForce GT 420M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GE。
- GeForce GT 425M - 2010年8月15日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GS。
- GeForce GT 435M - 2010年9月3日推出，采用GF108M核心，代号N11P-GT。
- GeForce GT 445M - 2010年9月3日推出，采用GF106M核心，代号N11E-GE。
- GeForce GTX 460M - 2010年9月3日推出，采用GF106M核心，代号N11E-GS。内建192个CUDA核心，时脉为675MHz，流处理器时脉为1350MHz，支援192-bit带宽的1.5GB GDDR5内存。
- GeForce GTX 470M - 2010年9月3日推出，采用GF104M核心，代号N11E-GT。内建288个CUDA核心，时脉为550MHz，流处理器时脉为1100MHz，支援192-bit带宽的1.5GB GDDR5内存。
- GeForce GTX 480M - 2010年5月25日推出，采用GF100M核心，代号N11E-GTX，NVIDIA首款DirectX 11行动显示核心。同时还发表了NVIDIA Verde笔记型电脑驱动程式。GTX 480M内建352个CUDA核心，时脉为425MHz，流处理器时脉为850MHz，单精确度浮点性为897GFlops，并支援256-bit带宽的2GB GDDR5内存，其功耗约为100W。影像输出部分GTX 480M支援DisplayPort、HDMI 1.4等界面。
- GeForce GTX 485M - 2011年1月5日推出，采用改进的GF114M核心，代号N12E-GTX。GTX 485M内建完整的384个CUDA核心，时脉为575MHz，流处理器时脉为1150MHz，支援256-bit带宽的2GB GDDR5内存，其功耗约为100W。相比GTX 480M其计算能力提升48%、带宽提升25%。

## 外部链接

- NVIDIA主页
- Next Generation CUDA Architecture, Code Named Fermi