◆ GTX 200的主要改進

　　·SIMT架構

　　NVIDIA的統一渲染以及運算架構使用了兩種不同的處理模式，在使用TPC執行指令時該模式被稱為MIMD（Multiple instruction multiple data），在使用每一個SM執行指令時，模式被稱為SIMT（single instruction, multiple thread）。

　　SIMT改進了純SIMD（single instruction, multiple data）設計，能夠同時保證性能以及可編程特性。在擁有可擴充性的同時，SIMT并沒有一個固定的矢量寬度（vector width），這使得在SIMT處理模式下，運算速度可以全速展開，完全和矢量寬度脫離關系。

　　相反，如果輸入信息較MIMD或SIMD寬度少的話，SIMD模式會開始低負載運作，SIMT保證所有流處理器能夠在任何使用都能夠被充分利用。在一個編程者的角度來看，SIMT同樣允許線程使用自己的路徑。由于分支機構（branching）是由硬件來控制的，所以并不需要在矢量寬度（vector width）內手動管理分支。

　　·同時支持大量線程

　　GTX 200系列顯卡的GPU能夠同時支持超過三萬個線程（thread），基于硬件的線程管理保證了所有流處理器核心能夠100%全部利用。核心架構的設計避免CPU內經常出現的延時問題：如果某個線程正在等待讀取緩存信息，那么GPU能夠實現一個完全即時沒有損耗的轉換，將另一個等待處理的線程交由空閑部分繼續處理。

　　SIMT多線程指令單元處在SM內部，能夠管理安排以及處理一組32個平行的線程，被稱為"warps"。前一代的GeForce 8或者GeForce 9 GPU每SM只能同時處理24個warps，而GTX 200系列顯卡的GPU能夠達到32warps/SM的效率。我們可以看到，憑借SM以及TPC數量的增多，可同時處理的線程數量也由GeForce 8和9系列的12888上升至30720個（1024*3*10＝30720）。

　　·加大的寄存器組

　　和GeForce 8或9系產品相比，在GTX200系列顯卡中本地寄存器組的大小增加了一倍，在以往，寄存器組往往會因為過小導致信息必須轉存至顯存中，增大的寄存器組能夠允許顯卡更快速有效地處理大且復雜的shader。雖然寄存器組容量加大了，不過在核心die內這些額外的寄存器只占用了不多的些許面積。

　　現在的游戲越來越多地使用復雜的shader，需要更加大的寄存器組空間。

　　·改進的Dual Issue

　　在SM內部的特殊功能單元（Special Function Unit,SFU）負責超越數的運算，屬性插值(從一個原始的頂點屬性中解釋像素屬性，interpreting pixel attributes from a primitive vertex attributes)，以及處理浮點MUL指令。GT200內每一個獨立的流處理核心都以幾乎全速的速度，用Dual issue的方法來運算：使用核心內部的MAD單元處理MADs（multiply add operations）以及MULs(3flops/SP)，另外在同一時間也使用SFU單元來進行MUL運算。改進和直接的測試表明這種結構能夠帶來93%～94%的效率。

　　在GPU內部的所有特殊功能單元陣列能夠為顯卡帶來幾乎1Tflops的single -precision, IEEE 754浮點運算能力。

　　·支持雙精度浮點運算

　　在GTX 200核心架構內部有一個非常重要的新特點：支持double precision、64bit雙精度浮點運算。這對高端的科學工程以及金融運算更加有利，能夠為其帶來非常高精確度的結果，每一個SM內都有一個double-precision 64bit的浮點運算單元，整個芯片內總共有30個。

　　這些double precision單元能進行融合的MAD演算，完全兼容與IEEE 754R浮點運算規格。所有TPC內部的double precision性能幾乎等同與一個八核的XeonCPU，接近90Gflops。

　　·改進的紋理性能

　　8800GTX核心內部擁有8個TPC，允許進行每頻率內64像素的紋理過濾，每頻率32像素尋址，每頻率32像素的兩倍反鋸齒雙線性過濾（8bit整數）或者32-雙線性過濾像素（8bit整數或者16bit浮點），而GTX 200改進的紋理性能平衡了尋址能力和過濾能力。

　　·提高Shader to texture比例

　　由于游戲和其他圖形程序的需要，系統正在使用越來越多的復雜化shader，為了重新平衡顯卡的運算能力，GTX 200系列GPU的設計重新調整了Shader to texture的比例，通過在TPC內部增加1個SM讓Shader to texture的比例上升了50%，這讓GTX 200系列顯卡在處理目前以及將來的游戲時能夠更加有效率。

　　·ROP改進

　　GeForce 8系列的ROP系統支持multisampled，supersampled，透明適應以及Sampling抗鋸齒等功能，對于GTX 200同樣支持這些特性，ROP單元數量由6個增加到8個之外，總的ROPs數達到32個，相對于G80每時鐘周期24像素的輸出和12像素的混合速度，GTX 200均提升至每時鐘周期32像素，更加有利于高分辨率以及AA環境中速度的提升。

　　·1GB的Framebuffer

　　現在的3D游戲采用了大量的紋理來提高畫面的真實度，例如用普通的map提高表面真實度，用立方map來增強反射效果，用高分辨率的perspective shadow map來模擬soft shadow。這些map使得渲染每一幀畫面都需要大量的顯存，而不像傳統的游戲，有base texture就可以了。另外，Deferred rendering引擎在multiple render時，需要有一個預先渲染圖片特性的過程，這意味著又需要額外的顯存，還有就是很耗顯存的反鋸齒技術，這些技術使得內存和帶寬的需求都大大高于以前。

　　Geforce GTX 280和GTX 260分別支持1024MB和896MB的Framebuffer，是上一代顯卡的兩倍。1GB顯存將使高分辨率的反鋸齒能力得到提升。


　　·幾何shading和stream out

　　比起上一代顯卡，GTX 200將內部緩存輸出結構提高了6倍，使幾何渲染和stream out的速度大大提升。

　　·512bit顯存接口

　　GTX 200的最大顯存帶寬從原來的384bit提高到了512bit，擁有8個64-bit-wide FrameBuffer單元，為了使texture單元在被有效利用的同時，又不會出現不足，FreamBuffer帶寬需要反復調整達到最佳，NVIDIA的工程師測試了許多應用程序，最終達到了這個目的。

　　GTX 200 GPu的framebuffer總效率得到了提高，為了支持更高速度的顯存，重新設計了framebuffer重要的path，使得顯卡最高能支持到1.1GHz的DDR3顯存，內存的存取模式和緩存算法也都得到了改良。另外硬件壓縮加大了數據傳輸率，而實際上是增加了framebuffer帶寬，也提升了顯卡在高分辨率下的性能。