g80 architecture overview

http://www.nvidia.com/attach/941771?type=support&primitive=0

 

06年底nv发的文章，从g80到fermi架构之前的nv显卡都是秉承g80的architecture，所不同的是各个部件有所增减，或者微调。

之前做ps3，学习的7系列的gpu知识，很多放在g80架构上都是“错的”了，g80架构看得很high，真是无愧于革命性的一代产品。

 

这个是overivew的图：

 

很多东西都很熟悉了，所以挑一些重要的记录吧：

 

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unified shader

这里和console上编程有不同的就是，unified shader的分配是由driver和gpu内部的机制来分配，会根据shader的指令数，vertex和fragment数量比等预判vs和ps的计算量之间的关系，来进行计算资源的分配。

unified shader最大的好处是让资源分配更加市场经济，根据需要来分配，以至于一定程度上消除了vs和ps的瓶颈（但是也不绝对了）

 

• 这个是一个unified shader的内部结构图，里面包括sp,ta,tf,cache。
• 内部做的时候，alu和sample运算时各自独立的，可以并行。

 

 

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JIT Compiler

这个倒是以前没见过的东西，原来写shader的时候，对于coder来讲是像写java，编出来的code虽然也是汇编的，但是仍然是中间代码，在runtime的时候driver会把这个asm转成真正gpu使用的机器码，有点意思。

 

 

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stream processor

 

真正做计算的unit：

• 由不同于其他unit的时钟周期来驱动，比如这里的http://www.nvidia.com/object/product_geforce_gts_240_us.html，可以看到graphics clock和processor clock两个周期，graphics clock可以做像vertex assembly一个周期生成一个triangle这种情况。
• 可以dual issue
• 是scalar processor----这个是比较关键性的改动相比于之前的vector processor，现在又转变成scalar计算了。我们一般写cg，hlsl时候，compiler还是会变成vector based asm，在8800里面会被转成scalar code（太tmd神奇了）。
• 另外有一点是，里面做性能对比的时候是128scalar processor和32个vector processor做的对比，性能说要高2倍，这里的128对32，也就意味着是本身1个vector processor也是类似4个scalar processor组成的，有点意思。

 

 

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其他：

• csaa
• zcull
• bilinear anisotropic filter nearly free
• geometry shader
• stream output

 

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总结：

除了对graphics coding有很多指导外，整个architecture的设计则破除了之前的种种不灵活（vector processor, non-unified shader)变得更加灵活和高效，可以看做是算法上的一种进步，在理论计算能力上有限进步下，取得了更大的实际计算能力。