電腦達人養成計畫 5-18：NVIDIA 的首款統一渲染器架構－Tesla (上)

如果你夠眼尖的話應該會發現上圖當中 GPU 左邊還有一顆比較小的晶片，實際上它是 G80 的 RAMDAC 與 TMDS，由於 G80 的面積實在太大了，對於 NVIDIA 來說控制 G80 的功率與良率都是非常大的挑戰，因此 NVIDIA 只好想盡辦法把一些可以不放在核心內部的東西拉到外面去做，最後的結果就是這顆 NVIO-1 晶片。

G80 最在 2006 年 11 月被命名為 GeForce 8800 系列推出，最初有 8800 GTX 與 8800 GTS 兩個型號 (這是 NVIDIA 第一次使用 GTS 命名自家的 GPU)，並在隔年追加了運作時脈提高的 8800 Ultra 做為旗艦產品，這一世代的顯示卡除了 GPU 面積突破紀錄之外，顯示卡本身的 PCB 長度也創下了歷史紀錄。

還記得當年我們曾經說 GeForce FX 占用雙槽的散熱器很糟、Flow FX 多麼的不堪、GeForce FX 的耗電量與發熱量超大嗎？NVIDIA 確實也因為這樣所以在 GeForce 6 系列與 GeForce 7 系列前期的產品上都只使用了單槽散熱器，而且極力控制功耗來避免 GeForce FX 的黑歷史重演，不過到了 GeForce 8 系列 (還有 7 系列後期的 7900 系列)，為了追求性能而導致的龐大發熱量與晶片面積還是讓 NVIDIA 不得不再次拿出雙槽散熱器設計了。

除此之外 G80 的耗電量也不容小覷，如果站長沒記錯的話 8800 GTX (575/1350/1800 MHz) 應該是 NVIDIA 第一款需要兩組 6-pin 外接電源才足以驅動的顯示卡，甚至比上代由兩顆 GPU 組成的 7950 GX2 還要耗電 (8800 Ultra 的 TDP 高達 145 W，而 7950 GX2 反而只有 110 W)，基本上 G80 顯示卡會這麼長，最大的功臣就是右邊那一大片的高階供電模組。

至於頻率更高的 8800 Ultra (612/1500/2160 MHz) 在耗電方面則是更加誇張，TDP 高達 175 W，甚至需要 6-pin + 8-pin 的外接電源接頭組合才足以推動 (其實會吃到 8-pin 插座的顯示卡並不多見)，而且 NVIDIA 還特別設計了個長得很奇葩的散熱器給 8800 Ultra 用 (上圖)。

 

最後要提的是 GeForce 8800 GTS 雖然也是使用 G80 核心，但有兩組 TPC 是被屏蔽的，時脈也被降低到 513/1188/1600 MHz，記憶體控制器也被砍了一組，因此記憶體頻寬是 320-bit 而非 384-bit。

G84/G86 核心

接下來登場的則是面向中階市場的 G84 與面向入門市場的 G86 核心，NVIDIA 在 G80 上市之後花了將近半年的時間才把新的 Tesla 架構推向中、低階市場，相較於 G80 如此壯觀的電晶體數量與面積來說，G84、G86 就顯得正常許多了，除此之外 G84、G86 也是 NVIDIA 首次在自家產品中導入 80 奈米製程 (與 G70 時代的模式如出一轍)。

由於 G84 與 G86 核心基本上是由 G80 簡化而來，同樣都是基於第一代 Tesla 架構，因此在架構設計方面其實很相似，最主要的不同出現在 TPC 與記憶體控制器 (MC) 的數量上 (連帶影響了 SM、SP、SFU、Cache 的數量配置)，這正好印證了我在前面曾經提過的，從 Tesla 架構開始的模組化觀點。

老實說 NVIDIA 在第一代 Tesla 世代內砍中階產品這一刀的時候下手真的很狠，上面這張圖可不是入門級的 G86，他其實是中階級的 G84！在 G84 這一級當中 NVIDIA 一口氣把原本的八組 TPC 砍到剩下兩組，所以 SP 的數量也連帶只剩下 32 個了，記憶體控制器的部分也砍掉了 2/3，所以記憶體頻寬從原本的 384-bit 一口氣跌到只剩下 128-bit。

至於 G86 的部分呢，其實已經沒剩下甚麼東西可以砍了，所以 G86 的規劃很簡單，就是把 G84 的 TPC 再閹掉一半，只剩下單獨一組 TPC (也就是 16 個 SP)，從上面這些資訊你應該也能很容易得知 G84 與 G86 沒有面積過大的問題，甚至也不太有散熱問題，因此 G84 與 G86 是沒有把 RAMDAC 與 TMDS 拉出來外面的，在成卡上也就看不到 NVIO 這顆晶片。

不過可能是基於砍了太多良心發現吧？NVIDIA 在 G84 與 G86 當中針對 TMU 的規劃跟 G80 不一樣，G84 與 G86 當中的 TAU 與 TFU 數量是一致的，並沒有像 G80 一樣設定成 1:2。