NVIDIA GeForce GTX Titan von ASUS und Gigabyte im Test

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Technik-Betrachtungen GeForce GTX Titan



Architektur-Betrachtung



Eckdaten GeForce GTX TITAN GeForce GTX 680 GeForce GTX 670 GeForce GTX 660 Ti
Codename GK110 GK104 GK104 GK104
Fertigung 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm
Transistoren 7,1 Mrd 3,54 Mrd. 3,54 Mrd. 3,54 Mrd.
Taktrate Chip 837 MHz 1006 MHz 915 MHz 915 MHz
Taktrate Shader 837 MHz 1006 MHz 915 MHz 915 MHz
Taktrate Speicher (MHz) 1502 MHz 1502 MHz 1502 MHz 1502 MHz
Taktrate Speicher (Mbps) 6008 Mbps 6008 Mbps 6008 Mbps 6008 Mbps
Speicherart GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
typische Speichergröße 6144 MB 2048 MB 2048 MB 2048 MB
Speicheranbindung 384 bit 256 bit 256 bit 192 bit
Shader Recheneinheiten 2688 1536 1344 1344
Befehlsarchitektur Skalar Skalar Skalar Skalar
Fähigkeiten pro Shadereinheit MADD MADD MADD MADD
Double Precision Unterstützung Ja – 1/3 SP-Leistung Ja – 1/24 SP-Leistung Ja – 1/24 SP-Leistung Ja – 1/24 SP-Leistung
Textur-Einheiten (TMUs) 224 128 112 112
Raster-Operation-Einheiten (ROP) 48 32 32 24
Shader-Model-Version 5.0 5.0 5.0 5.0
DirectX-Version DirectX 11 DirectX 11 DirectX 11 DirectX 11
Audio-Controller 7.1 (HD-Bitstream) 7.1 (HD-Bitstream) 7.1 (HD-Bitstream) 7.1 (HD-Bitstream)
Video-Prozessor VP5 VP5 VP5 VP5
Typische Leistungsaufnahme (Herstellerangabe) ? 170 W 141 W 134 W
Maximale Leistungsaufnahme (Herstellerangabe) 250 W 195 W 170 W 150 W


Die GeForce GTX TITAN basiert auf dem GK110-Chip, welcher in 28 nm gefertigt wird und über 7,1 Milliarden Transistoren verfügt. Die grundsätzliche Architektur setzt auf dem GK104-Design (GeForce GTX 680) auf. Der GK110 besteht aus fünf Graphics Proccessing Clusters (GPC), die ihrerseits über je drei Streaming Multiprocessors (SMX) verfügten. Insgesamt stehen dem GK110 somit 15 SMXs zu Seite.

Bild: NVIDIA GeForce GTX Titan von ASUS und Gigabyte im Test


Die GeForce GTX Titan nutzt jedoch keinen GK110-Chip im Vollausbau, stattdessen ist einer der 15 SMX in diesem Fall deaktiviert. Hinsichtlich des Aufbaus der Streaming Multiprocessors unterscheidet sich der GK110-Chip leicht von seinem Vorgänger. Jeder Streaming Multiprocessor wurde um 64 Double-Precision-Einheiten erweitert. Dementsprechend verfügt die GeForce GTX Titan aus Architektur-Sicht ein 1 zu 3 Verhältnis von Single- zu Double-Precision-Einheiten. Ein deutlicher Fortschritt gegenüber dem GK104, welcher hinsichtlich Double-Precision-Performance nur 1/24 der SP-Leistung bot.

Bild: NVIDIA GeForce GTX Titan von ASUS und Gigabyte im Test


Um die volle Double-Precision-Leistung zu nutzen, muss der Anwender im Treiber "CUDA Double-Precision" aktivieren. Ist diese Option deaktiviert laufen die DP-Einheiten nur mit 1/8 des GPU-Taktes, womit die DP-Performance lediglich noch 1/24 der SP-Leistung beträgt. Bei aktiviertem Double-Precision läuft die Karte mit reduzierten Taktraten, welche bei unseren getesteten Modellen annähernd auf dem Niveau des Base-Taktes lagen.

Ansonsten ist der Aufbau der SMX jedoch identisch zum Vorgänger GK104. So verfügt jeder SMX über 16 Texture Mapping Units (TMUs), womit sich eine Gesamtanzahl von 224 TMUs für die GeForce GTX Titan ergibt. Des Weiteren stehen wie bisher 32 Special-Function-Units (SFU), für die Berechnung diverser transzendenter Funktionen wie Sinus und Kosinus, und 16 Load-Store-Einheiten zur Verfügung.

Bild: NVIDIA GeForce GTX Titan von ASUS und Gigabyte im Test


Beim Speicher setzt NVIDIA auf GDDR5-Speicher mit einer Gesamtkapazität von 6114 MB. Realisiert wird dies über 24 Chips mit einer Kapazität von 2 Gbit. Angebunden sind die Chips über sechs 64-bit-Speichercontroller, womit sich im Gesamten ein 384 Bit breites Speicherinterface ergibt. Jeder 64 bit Speichercontroller spricht hierbei je zweimal zwei GDDR5-Chips (2 Gbit – 256 MB) im Clamshell-Modus (16-Bit) an.

Wie auch schon bei den GK104-GPUs, setzt NVIDIA bei der GeForce GTX Titan auf die GPU-Boost-Technik, welche hier jedoch erstmals in Version 2.0 zum Einsatz kommt.

 

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