NVIDIA GTX TITAN 遊戲、運算二合一，打造全新產品線

未來篇：Maxwell、Volta正港新架構

近年NVIDIA步伐相當穩健，從Fermi開始依循著大改、小改的節奏，進行2年一輪迴的架構與製程的微調。例如GF 100到GF 110、GK 104到GK 110這種模式，GF 100與GK 104是架構更換的世代，而GF 110與GK 110則是在前者的架構上做修正。運作策略有點類似Intel的Tick-Tock模式，不過NVIDIA目前會同時進行架構與製程的更新，並非Intel製程與架構交錯的模式，兩者之間還是有些差異。

GK 104改良版

從核心代號不難看出GK 110是基於GK 104的基礎進行修改，除了CUDA Core增加外，支援更多的雙精度處理核心，但基礎仍未大幅變動，仍可視為GK 104的改良版。相較於GF 110跟GF 100，GK 110比起GK 104變動雖然多很多，但仍讓人看不太過癮。

NVIDIA也在今年度的GTC等大會上，發表GeForce未來的走向圖，其中令人期待的2款新架構Maxwell與Volta，將分別在2014年與2016年與我們見面。

共享記憶體的Maxwell

雖然Maxwell離我們至少還有1年，但我們可以先來了解它的特色。筆者猜測Maxwell的核心代號應該仍會沿用GM，代表GeForce Maxwell。目前已知Maxwell支援Unified Virtual Memory技術，從字面上來翻譯是統一虛擬記憶體。從部分資料中得知，Unified Virtual Memory可讓GPU調配系統記憶體，讓顯示記憶體與系統記憶體合併使用。

這有點類似過去NVIDIA在GeForce 6200 TC上，曾使用的Turbo Cache技術。對於入門產品而言，Unified Virtual Memory有助於減少顯卡需要的記憶體顆粒，只要藉助系統記憶體就能有效擴充可用容量。以往Turbo Cache並未用於高階卡上，我們暫時無法得知Unified Virtual Memory到底有什麼優勢。

但Unified Virtual Memory與Turbo Cache還有個關鍵差異，那就是Turbo Cache僅能讓GPU單向使用系統記憶體，而Unified Virtual Memory則是能讓GPU使用系統記憶體外，連CPU都能使用顯示記憶體，是雙向運作的模式，或許明年就會進入記憶體的大一統時代。

GeForce Roadmap

▲從Fermi開始，GeForce遊戲卡的架構變換週期大約是2年，而下一次的新架構Maxwell則要等到2014年才會明朗。但目前可知Maxwell將採用Unified Virtual Memory技術，而2016年左右的Volta則會實裝頻寬達1TB/s的Stacked DRAM技術。

海量頻寬的Volta

Volta是Maxwell的下一代產品，代號沒意外的話會是GeForce Volta，簡稱GV。Volta離我們非常遙遠，預計2016年左右才會推出，目前僅知道Volta會支援Stacked DRAM技術。以往顯示卡PCB上，會分布許多記憶體顆粒，而Volta會將記憶體安置在GPU底座上，透過堆疊的方式配置於GPU周圍。根據NVIDIA於GTC上的說法，最高頻寬可望高達1TB/s，是目前Kepler架構GTX 680的5倍左右。

Tegra搭配GeForce

NVIDIA底下有多條產品線，以往大多各自為政，但明顯有整合的趨勢。從行動裝置的Tegra來說，俗稱Tegra 5的Logan架構，預計搭載Kepler的GPU，並且支援CUDA與OpenGL 4.3。而在Tegra 6也就是Parker上，則是預計使用Maxwell架構的GPU，以及自家秘密研發已久的Denver處理器。屆時NVIDIA的產品版圖會比現在更為寬廣。

▲整合是NVIDIA要走的路，這是迷你ARM平台Kayla（又跟超級英雄有關，Kayla是金剛狼的女友），PCB上整合Tegra 3與獨立的Kepler架構的GPU，GPU將透過PCI-E介面連接。

GPU只是起點

行文自此，應該不難看出TITAN身上背負的眾望，以及NVIDIA強烈的企圖心。雖說NVIDIA過去只是個GPU起家的公司，但是在這之後，不論是行動裝置的Tegra、高速運算的Tesla、繪圖專用的Quadro、軟硬體整合的GRID伺服器，還有整合行動平台Project Shield，都是以GPU為起點的裝置。雖說中途也是有失敗的產品，像是晶片組nForce系列，但很明顯地NVIDIA正以GPU為根基，往其他領域延伸，某些層面來說，也能讓自家產品整合度、能見度、使用率更高。

高階運算飛入百姓家

回到TITAN身上，它是NVIDIA首度嘗試的新產品，雖說目前仍掛在GeForce GTX 600系列底下，但仍可看出它的特殊性。筆者認為，TITAN最主要訴求仍是通用運算。NVIDIA應該是想藉由「平價」的TITAN，拉抬自家Tesla跟CUDA的使用率，增加個人工作室與小型企業的投入，遊戲部分只是附屬功能。畢竟很少人會花接近GTX 690的價格，買了效能相對較差的TITAN。當然，如果你是一次非得用3張顯卡不可的極端玩家，那麼TITAN對你而言的確可以說是遊戲卡。

Tegra Roadmap

▲Tegra原本與GeForce的關係並不密切，但到了Logan之後，逐步使用Kepler、Maxwell等核心。加上研發已久的Denver處理器，不難看出NVIDIA想要大幅整合旗下產品線的決心。

▲類似Stacked DRAM的技術已經應用在PS Vita等產品上，但對於顯示卡而言仍是個全新的領域。圖片只是NVIDIA用於說明Stacked DRAM的概念圖，並非代表Volta的實體產品圖。

NVIDIA 核心架構命名原則

從數年前，NVIDIA就使用科學家做為GeForce核心架構的代號，像是Fermi（美國物理學家）、Kepler（德國天文學家）、Maxwell（英國物理學家）、Volta（義大利物理學家）。至於Tegra則是使用美國漫畫英雄做為代號，例如Tegra 3（Kal-El，超人）、Tegra 4（Wayne，蝙蝠俠）、Tegra 5（Logan，金剛狼）、Tegra 6（Parker，蜘蛛人）等。

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