지포스 700 시리즈
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목차
1. 개요
지포스 700 시리즈는 엔비디아의 케플러 아키텍처 기반 그래픽 카드 시리즈로, GK104, GK110, GK208 등의 칩을 사용하며, PCI 익스프레스 3.0, 퓨어비디오 VP5, NVENC, GPU 부스트 등의 기능을 지원한다. GK110 기반 칩은 CUDA 컴퓨트 능력 3.5, 동적 병렬 처리, Hyper-Q 등의 고성능 컴퓨팅 기능을 추가로 제공하며, SMX 개선, 텍스처 캐시 개선, 새로운 셔플 명령어, 향상된 원자적 연산 등의 특징을 갖는다. 데스크톱용 지포스 700 시리즈는 DirectX 11.0을 완벽하게 지원하며, 2018년 3월 이후 32비트 운영 체제용 드라이버 출시가 중단되었다. 2021년 9월부터는 레거시 지원으로 전환되어 중요한 보안 업데이트가 2024년 9월까지 지원될 예정이다.
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| 지포스 700 시리즈 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 코드명 | GK110, GK208, GM108, GM107 |
| 아키텍처 | Fermi, Kepler, Maxwell |
| 출시일 | 2013년 2월 19일 |
| 제품군 | 지포스 시리즈 |
| 하위 제품군 | 지포스 GT 시리즈, 지포스 GTX 시리즈 |
| 트랜지스터 수 | GF119: 2억 9200만 개 (40 nm) GF117: 5억 8500만 개 (28 nm) GK208: 10억 2000만 개 (28 nm) GK107: 12억 7000만 개 (28 nm) GK106: 25억 4000만 개 (28 nm) GK104: 35억 4000만 개 (28 nm) GK110: 70억 8000만 개 (28 nm) |
| 제조 공정 | TSMC 40 nm, TSMC 28 nm |
| 엔트리 레벨 | 지포스 GT 705 지포스 GT 710 지포스 GT 720 지포스 GT 730 지포스 GT 740 지포스 GTX 745 |
| 미드레인지 | 지포스 GTX 750 지포스 GTX 750 Ti 지포스 GTX 760 192-Bit 지포스 GTX 760 지포스 GTX 760 Ti 지포스 GTX 770 |
| 하이엔드 | 지포스 GTX 780 |
| 최고 사양 | 지포스 GTX 780 Ti 지포스 GTX Titan 지포스 GTX Titan Black 지포스 GTX Titan Z |
| OpenGL 버전 | OpenGL 4.6 |
| Direct3D 버전 | Direct3D 12.0 (기능 수준 11_0), Shader Model 6.7 (Maxwell), Shader Model 6.5 (Kepler), Shader Model 5.1 (Fermi) |
| OpenCL 버전 | OpenCL 3.0 |
| Vulkan API | Vulkan 1.2, SPIR-V |
| 이전 세대 | GeForce 600 시리즈 |
| 파생 제품 | GeForce 800M 시리즈 |
| 다음 세대 | GeForce 900 시리즈 |
| 지원 상태 | Fermi 및 Kepler 지원 중단. Maxwell 완전 지원. |
2. 아키텍처
지포스 700 시리즈는 케플러 아키텍처를 기반으로 하며, GK104, GK110, GK208 등 다양한 칩을 사용한다. GK110은 71억 개의 트랜지스터를 포함하며, 병렬 처리를 통해 에너지 효율성을 극대화한다.
GK110은 이전 모델에 비해 레지스터 파일과 L2 캐시의 메모리 공간과 대역폭이 증가했다. 레지스터 파일 공간은 256KB, L2 캐시 공간은 최대 1.5MB까지 증가했으며, 대역폭도 두 배로 증가했다. 스레드당 레지스터 수도 63개에서 255개로 늘어났다.
GK110은 48KB 크기의 텍스처 캐시를 읽기 전용 캐시로 재작업하여 정렬되지 않은 메모리 액세스 워크로드에 특화했다. 또한, 오류 감지 기능이 추가되어 ECC에 의존하는 워크로드에 안전하게 사용할 수 있게 되었다.[4]
동적 슈퍼 해상도(DSR)는 최신 엔비디아 드라이버를 통해 케플러 GPU에 추가되었다.[5]
2. 1. GK104 기반 기능
- PCI 익스프레스 3.0 인터페이스
- 디스플레이포트 1.2
- HDMI 1.4a 4K x 2K 비디오 출력
- 퓨어비디오 VP5 하드웨어 비디오 가속 (최대 4K x 2K H.264 디코딩)
- 하드웨어 H.264 인코딩 가속 블록 (NVENC)
- 최대 4개의 독립적인 2D 디스플레이 또는 3개의 스테레오스코픽/3D 디스플레이 지원 (NV 서라운드)
- 바인드리스 텍스처
- GPU 부스트
- TXAA
- TSMC에서 28 nm 공정으로 제조[1]
2. 2. GK110 기반 기능
GK110 칩은 고성능 컴퓨팅을 위해 설계되어 다음과 같은 기능을 제공한다.[4]- 컴퓨트 포커스 SMX 개선: GK104에 비해 FP64 CUDA 코어 수가 8배 증가하여 FP64 처리량이 크게 향상되었다. 또한, 레지스터 파일 공간이 256KB로 늘어나고, 텍스처 캐시는 읽기 전용 캐시로 활용될 수 있도록 개선되었다.
- CUDA 컴퓨트 능력 3.5: 새로운 셔플 명령어를 통해 워프 내 스레드 간 데이터 공유 속도가 향상되었고, 원자적 연산(atomic operations) 성능이 개선되었으며, FP64 연산이 추가되었다.
- 새로운 셔플 명령어: 워프(warp) 내의 스레드가 메모리에 다시 접근하지 않고도 데이터를 공유할 수 있게 하여, 이전의 로드/공유/저장 방식보다 훨씬 빠르게 처리할 수 있게 해준다.
- 동적 병렬 처리: 커널이 다른 커널을 실행할 수 있는 기능이다. CPU를 거치지 않고 커널 자체에서 하위 커널을 실행할 수 있어 시간을 절약하고 효율성을 높인다.
- 하이퍼-Q (하이퍼-Q의 MPI 기능은 테슬라 전용): 하드웨어 작업 대기열을 32개로 확장하여 여러 작업 스트림을 동시에 처리할 수 있게 하여 활용도를 높인다. 이는 메시지 전달 인터페이스(MPI)에 쉽게 매핑되어 HPC(고성능 컴퓨팅) 작업 효율을 향상시킨다.
- 그리드 관리 유닛
- 엔비디아 GPUDirect (GPU Direct의 RDMA 기능은 테슬라 & 쿼드로 전용)
- GPU 부스트 2.0
2. 3. GK110의 주요 개선 사항
GK110은 연산 성능 향상에 초점을 맞춘 칩으로, 다음과 같은 주요 개선 사항을 포함한다.- SMX 개선: FP64 CUDA 코어를 8개에서 최대 64개로 늘려 FP64 처리량을 크게 향상시켰다. 레지스터 파일 공간은 페르미(Fermi)에 비해 256KB로 증가했다.[4]
- 레지스터 파일 증가: 레지스터 파일 공간을 256KB로 늘려 스레드당 더 많은 레지스터를 사용할 수 있게 했다. 각 스레드가 주소를 지정할 수 있는 총 레지스터 수도 GK110에서 스레드당 63개에서 255개로 늘어났다.
- 텍스처 캐시 개선: 48KB 텍스처 캐시를 읽기 전용 캐시로 재구성하여 정렬되지 않은 메모리 액세스 워크로드에 특화했다. 또한 오류 감지 기능이 추가되어 ECC에 의존하는 워크로드에 안전하게 사용할 수 있게 되었다.[4]
- 새로운 셔플 명령어: 워프(warp) 내 스레드 간 데이터 공유를 효율적으로 처리하여 성능을 향상시켰다. 메모리에 다시 접근하지 않고도 데이터를 공유할 수 있어 이전의 로드/공유/저장 방식보다 훨씬 빠르다.[4]
- 향상된 원자적 연산: 원자적 연산(atomic operations) 실행 속도를 향상시켰으며, 이전에는 FP32 데이터에만 사용할 수 있었던 일부 FP64 연산이 추가되었다.[4]
- '''NVENC''': 하드웨어 기반 H.264 인코딩 가속 블록을 통해 비디오 인코딩 성능을 향상시켰다.
- Hyper-Q: 하드웨어 작업 대기열을 1개에서 32개로 확장하여 GPU 활용도를 높이고 MPI 기반 알고리즘의 효율성을 개선했다. 단일 작업 대기열은 페르미에서 활용도가 낮을 수 있었지만, 32개의 작업 대기열을 통해 GK110은 더 높은 활용도를 달성할 수 있다.
- 동적 병렬 처리: 커널이 다른 커널을 실행할 수 있도록 하여 CPU 오버헤드를 줄이고 성능을 향상시켰다. 페르미 아키텍처에서는 CPU만이 커널을 실행할 수 있었지만, GK110은 커널에 자체 하위 커널을 실행할 수 있는 기능을 제공한다.[4]
- DirectX 지원: 지포스 700 시리즈의 엔비디아(Nvidia) 케플러(Kepler) GPU는 DirectX 11.0을 완벽하게 지원한다. 모든 지포스 700 시리즈 카드는 기능 수준 11_0으로 DirectX 12.0 또한 지원한다.
3. 제품
지포스 700 시리즈는 엔비디아가 설계한 그래픽 처리 장치(GPU) 제품군으로, 데스크톱 및 모바일 플랫폼을 위한 다양한 제품을 포함한다.
3. 1. GeForce 700 (7xx) 시리즈 (데스크톱)
지포스 700 시리즈는 엔비디아가 출시한 데스크톱용 그래픽 카드 제품군이다. 이 시리즈는 케플러 마이크로아키텍처를 기반으로 하며, 일부 제품은 개선된 케플러 아키텍처(GK110)를 사용한다.[54]700 시리즈의 주요 기능은 다음과 같다.
- PCI 익스프레스 3.0 인터페이스
- 디스플레이포트 1.2
- HDMI 1.4a 4K x 2K 비디오 출력
- 퓨어비디오 VP5 하드웨어 비디오 가속 (최대 4K x 2K H.264 디코딩)
- 하드웨어 H.264 인코딩 가속 블록 (NVENC)
- 최대 4개의 독립적인 2D 디스플레이 또는 3개의 스테레오스코픽/3D 디스플레이 지원 (NV 서라운드)
- 바인드리스 텍스처
- GPU 부스트
- TXAA
- TSMC 28nm 공정 제조
GK110 칩은 케플러의 기본 기능 외에 다음과 같은 추가 기능을 제공한다.
- 컴퓨트 포커스 SMX 개선
- CUDA 컴퓨트 능력 3.5
- 새로운 셔플 명령어
- 동적 병렬 처리
- 하이퍼-Q (하이퍼-Q의 MPI 기능은 테슬라 전용)
- 그리드 관리 유닛
- 엔비디아 GPUDirect (GPU Direct의 RDMA 기능은 테슬라 & 쿼드로 전용)
- GPU-부스트 2.0
3. 1. 1. 제품 스펙
(MHz)(MHz)
(Billion/Sec)
(MHz)
(bit)
(GB/sec)
(W)
