NVIDIA GeForce GTX 1080 – Ông hoàng đồ họa mới

Vừa qua tại Bangkok, Thái Lan, NVIDIA đã có buổi họp báo chính thức công bố ông hoàng card đồ họa hiện tại – GeForce GTX 1080. Dựa trên kiến trúc Pascal mới nhất, không có gì phải nghi ngờ về việc chúng sẽ là những chiếc card đơn chip mạnh nhất mà NVIDIA hiện có. Nhưng sức mạnh không phải là thứ duy nhất để nói trong lần ra mắt này mà điểm nhấn chính là hàng tá công nghệ đi kèm.

Thông số

GTX 1080 không sử dụng con chip Pascal mạnh nhất mà NVIDIA từng giới thiệu tại GTC năm nay – GP100. Thay vào đó là một con chip với các thông số “khiêm tốn” hơn – GP104. Trong khi GP100 có 3840 nhân CUDA thì GP104 chỉ có 2560 nhân. Con chip GP104 có 4 GPC, trong đó 1 GPC có 10 TPC/SM, mỗi TPC/SM có 64 nhân CUDA. Vị chi 1 GPC sẽ có 64 x 10 = 640 nhân và GP104 có 640 x 4 = 2560 nhân. Điều này càng có thể khẳng định khi GP104 có bề rộng giao tiếp nhớ chỉ 265-bit, tương ứng với 4 GPC (mỗi GPC 64-bit).

GP104 vẫn dùng bộ nhớ GDDR5/GDDR5X. Ở đây, GDDR5X là phiên bản GDDR5 đặc biệt có băng thông nhớ về lý thuyết gấp đôi GDDR5 chuẩn, do sử dụng kỹ thuật quad-pumping thay cho double-pumping. Song một điều gây thắc mắc là chip GDDR5X có thể đạt tốc độ tối đa tới 14 Gbps. Tuy vậy, trên GTX 1080, các chip này chỉ hoạt động ở mức 10 Gbps. Khi kết hợp với giao tiếp nhớ 256-bit, 8 GB GDDR5X cho tổng băng thông 320 GB/s.

16nm FinFET

Giờ đây, nhờ node 16/14 nm, rào cản không tăng được transistor không còn nữa. Và thứ mà NVIDIA tung ra trong lần này là một chiếc card được chính hãng PR mạnh hơn cả một cặp GTX 980 chạy SLI, hoặc hơn cả một chiếc Titan X. Chưa hết, kết hợp với mức tiêu thụ điện giảm đáng kể (nhờ không chỉ giảm tới một mà tới tận hai tiến trình bán dẫn), NVIDIA “dìm hàng” không thương tiếc dòng card Maxwell của chính mình với những biểu đồ thể hiện tỷ số hiệu năng/tiêu thụ điện. NVIDIA tuyên bố GTX 1080 mạnh gấp đôi và hiệu quả tiêu thụ điện gấp ba lần Titan X!

Những điều đó, sẽ không thể nào có được nếu không có node 16 nm. Có số transistor tương đương với GK110 (hay GTX 780), song GP104 có TDP chỉ 180 W, giảm từ 250 W. Còn so với GM204 (hay GTX 980), con chip này có 5,2 tỷ transistor và TDP 165 W. Trong khi đó, xung của GTX 1080 lại vọt lên mức 1607/1733 MHz, hơn 43% so với GTX 980 (1126/1216 MHz) và 86% so với GTX 780 (863/900 MHz).

Simultaneous Multi-Projection (SMP)

Nếu bạn không rành về đồ hoạ, thì những gì chúng ta “thấy” trên màn hình thực tế chỉ là hình ảnh 2D. Ảnh 2D vốn là hình chiếu (projection) của vật thể 3D lên một mặt phẳng (màn hình máy tính, điện thoại…). Khâu cuối cùng trong quá trình xử lý đồ hoạ của GPU chính là việc biến ảnh 3D thành 2D. Hiểu cho đơn giản, nó tương tự như việc bạn cầm smartphone hay máy ảnh để chụp lại một sự vật nào đó. Sự vật nào đó nằm trong không gian 3D, nhưng ảnh lưu lại trên điện thoại của chúng ta là 2D.

Từ hàng chục năm qua, quá trình “chiếu” ảnh (project) vẫn chỉ đơn giản dựa trên một màn hình duy nhất. Ví dụ một chiếc desktop có một màn hình desktop, một chiếc smartphone có một màn hình cảm ứng… Song vài năm trở lại đây, người ta không còn giới hạn “không gian làm việc” trong một màn hình duy nhất nữa. Bạn có thể xuất tín hiệu ra 2, 3 hay nhiều màn hình hơn. Khả năng chơi game trên nhiều màn hình được AMD gọi là Eyefinity, còn NVIDIA là 3D Surround (kết hợp thêm với kính giả lập 3D). Với kính VR, về bản chất, cũng là sự thể hiện hình ảnh trên 2 màn hình (ứng với 2 mắt trái phải).

Nhưng từ đây xuất hiện một vấn đề – các engine đồ hoạ 3D render hình ảnh chỉ dựa trên một góc nhìn (viewport/camera) duy nhất. Có nghĩa các nhà phát triển game vốn chỉ nghĩ đến việc người chơi chỉ chơi game trên một màn hình. Và nếu người chơi sử dụng nhiều màn hình, hình ảnh ở các màn hình “rìa” sẽ bị “bẹt ra”, không đúng với thực tế. Nguyên nhân của hiện tượng trên đến từ việc tất cả các màn hình đều dùng chung một góc nhìn. Và để khắc phục tình trạng này, NVIDIA đã đề ra một kỹ thuật render mới – mỗi một màn hình hiển thị sẽ có một góc nhìn riêng. Hãng gọi đây là kỹ thuật Chiếu Nhiều hình Cùng lúc (SMP), nó cho phép GPU xử lý cùng một lúc nhiều camera khác nhau. Mỗi camera này sẽ tương ứng với một màn hình và do đó, góc nhìn của từng màn hình sẽ là góc “thật” chứ không “bẹt” như trước.

Ansel – Selfie cho gamer

Từ khi có mạng xã hội, chúng ta đã phát sinh ra một dạng nhu cầu mới gọi là “tự sướng”. Có thể nói ở bất kỳ đâu, bất kỳ lúc nào, ai cũng có thể “sướng” với một chiếc smartphone. Và theo NVIDIA, với những người mê game, tại sao lại không “tự sướng” trong game? Ý tưởng của Ansel là tại bất kỳ thời điểm nào trong game, miễn là khung cảnh ở đó “vừa ý”, bạn có thể ghi hình, quay phim hoặc làm bất kỳ điều gì “để người khác biết”. Hiển nhiên, những đoạn phim hay hình trên đều có thể được chia sẻ qua các mạng xã hội.

Nhiều năm chờ đợi một tiến trình bán dẫn mới, sau cùng NVIDIA đã có thể ra mắt những sản phẩm “cách mạng” với hiệu năng tăng vượt trội – Pascal – mà cụ thể nhất là bộ đôi GTX 1080 và 1070 cùng dựa trên chip GP104.

Ngoài việc tung ra chiếc card mới nhanh hơn, mạnh hơn, trong lần ra mắt này, hãng còn giới thiệu một số công nghệ mới đáng chú ý. Đáng kể nhất là công nghệ SMP. Theo quan điểm của người viết, đây là một trong những công nghệ đồ hoạ sáng giá nhất trên Pascal, và sẽ có ảnh hưởng lớn tới các thế hệ card đồ hoạ về sau này.