大解説！ NVIDIA新世代GPU「GeForce GTX 980」「GeForce GTX 970」の新機能：高性能なMaxwellがやってきた（1/5 ページ）

[本間文，ITmedia]

少ないCUDAコアでより高い処理能力を

　NVIDIAは9月18日（現地時間）、Maxwell（マクセル）アーキテクチャを採用した新しいハイエンドGPU「GeForce GTX 980」と、その下位モデルとなる「GeForce GTX 970」を発表した。どちらもNVIDIAが“GM204”（開発コード名）と呼ぶGPUをベースにしている。従来のGeForce GTX 780などと同じTSMCの28ナノメートル HPプロセスを採用し、2048 CUDAコアを集積。その一方で、Maxwellアーキテクチャの採用により大幅な消費電力化と高性能化を両立している。

NVIDIAの最新GPUアーキテクチャ“Maxwell”を採用したGPUで最上位モデルとなる「GM204」

　Maxwellアーキテクチャは、次期Tegra“Erista”（エリスタ：開発コード名）への統合を目指し、複数のCUDAコアをひとまとめにしたSM（Streaming Multiprocessor）の構成を見直し、より効率的にCUDAコアを利用できるようにすることで、同じCUDAコア数でも処理性能を向上させている。

GPU	GeForce GTX 980	GeForce GTX 680	GeForce GTX 780 Ti
アーキテクチャ	Maxwell	Kepler	Kepler
GPUコア（開発コード名）	GM204	GK104	GK110
プロセスルール	TSMC 28nm	TSMC 28nm	28nm
ダイサイズ	398平方mm	294平方mm	533平方mm
トランジスタ数	52億	35億4000万	71億
SM	16	8	15
CUDAコア	2048	1536	2688
ベースクロック	1126MHz	1006MHz	875MHz
GPU Boostクロック	1216MHz	1058MHz	928MHz
TFLOPS（GPUブースト最大時）	5TFLOPS	3.3	5.5TFLOPS
テクセルフィルレート	144.1Gtexels/sec	129Gtexels/sec	210Gtexels/sec
2次キャッシュ	2MB	512KB	1.5MB
メモリクロック	700MHz	600MHz	700MHz
メモリ帯域	224GB/sec	192GB/sec	336GB/sec
メモリインタフェース	GDDR5 256bit	GDDR5 256bit	384bit
ROP	64	32	48
TDP	165W	195W	250W

　Keplerが192基のCUDAコアでSMXを構成していたのに対し、Maxwellアーキテクチャでは、128基のCUDAコアでSMを構成するとともに、SM内を32コアごとに「プロセシングブロック」（PB）と呼ぶGPU処理の実行単位を設け、4つのPBにコントロールロジックとなる「Warpスケジューラ」と2つの命令発行ユニット（ディスパッチユニット）、64KBのレジスタファイルを持たせることで、命令発行の効率化を図っている。また、PBごとに動作クロックを制御することで、低負荷時の省電力化も図りやすくしている。

　その基本構成は、2014年2月に発表した“GM107”こと初めてMaxwellアーキテクチャを採用したGPU「GeForce GTX 750 Ti」と変わらないが、“GM204”では高性能デスクトップ向けにチューニングを施し、より高性能で、かつ、省電力性に優れたGPUに仕上げている。

GeForce GTX 980のブロックダイヤグラム（写真＝左）と、MaxwellアーキテクチャのSMブロックダイヤグラム（写真＝右）

　NVIDIA 上級副社長でGeForceビジネスを統括するジェフ・フィッシャー氏は、GM204の設計にあたり、以下の目標を掲げた。

• 4Kやバーチャルリアリティ環境など、最新ディスプレイ環境における非凡なゲーミング性能の実現
• 驚くべき電力効率の実現
• VXGIによる、より写実的なライティング表現の実現

　さらに、GK204では、Microsoftが2015年末にリリース予定のDirectX 12への対応もうたっている。

GeForce GTX 980を紹介するジェフ・フィッシャー上級副社長（写真＝左）。Unreal Engine 4を使ったDirectX 12のデモ（写真＝右）