Neuanordnung der Recheneinheiten

Die zweite wichtige Neuerung betrifft die Anordnung und den Aufbau der Shader-Blöcke: Die Basis des GM107 bildet ein GPC (Graphics Processor Cluster) mit einer Raster-Engine, welche Geometrie- sowie Verdeckungsberechnungen durchführt und den eigentlichen Rasterizer enthält. Bei der Kepler-Architektur besteht ein GPC aus zwei sogenannten Shader-Multiprozessoren, bei der Maxwell-Technik verbaut Nvidia fünf.

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Ein Shader-Multiprozessor des GM107 (Bild: Nvidia)

Jeder Shader-Multiprozessor umfasst vier statt wie zuvor nur eine Gruppe von Shader-Einheiten, jedem Block steht ein eigenes 16 KByte großes Registerfile zur Verfügung, zudem sitzt eine für die Tessellation zuständige Polymorph-Engine in jedem Multiprozessor. Zusätzlich zu einem Puffer für Befehle hat Nvidia vier Register verbaut, diese sorgen wie der verbesserte Warp-Scheduler, der größere Shared Memory und der umstrukturierte L1-Cache für weniger Leerlauf der Recheneinheiten - weniger Wartezeiten erhöhen die Effizienz.

Die vier 16-KByte-Registerfiles arbeiten allerdings nicht flexibler als das einzelne 64 KByte große bei Kepler, da auch dieses intern in Blöcke unterteilt ist. Durch die höhere GPC-Anzahl von fünf statt zwei verfügt der GM107 im Vergleich zum GK107 jedoch über 640 (5 x 128) statt 384 (2 x 192) ALUs. Bei gleichem Takt steigt hierdurch die theoretische Rechenleistung um rund 67 Prozent.

	GTX 750 Ti	GTX 750	GTX 650
Architektur	Maxwell	Maxwell	Kepler
GPU-Codename	GM107	GM107	GK107
Transistoren	1,87 Milliarden	1,87 Milliarden	1,30 Milliarden
Die-Fläche	148 mm²	148 mm²	118 mm2
Shadereinheiten	640	512	384
Chiptakt	1.020 MHz (1.085 MHz Boost)	1.020 MHz (1.085 MHz Boost)	1.058 MHz (kein Boost)
SP-Rechenleistung	1.306 GFLOPS	1.045 GFLOPS	812 GFLOPS
Speicherinterface	128 Bit	128 Bit	128 Bit
Speichertakt	2,7 GHz (GDDR5)	2,5 GHz (GDDR5)	2,5 GHz (GDDR5)

Spezifikationen der Geforce GTX 750 (Ti)

Die Umstrukturierung der Shader-Multiprozessoren resultiert zudem in einer höheren Anzahl von Textureinheiten, ein GPC und somit der komplette GM107 bietet 40 TMUs - der GK107 nur 32. Heutige Spiele sind eher Shader- denn Texel-limiert, dennoch steigt hierdurch im Durchschnitt die Leistung, da der Chip ausbalancierter ist.

Eine Änderung betrifft den Nvidia Encoder (NVENC), der beispielsweise für Shadowplay genutzt wird. Die Encodierungsgeschwindigkeit des H.264-Codec hat Nvidia nach eigener Aussage im Vergleich zu Kepler um 50 bis 100 Prozent gesteigert, die Leistungsaufnahme jedoch verringert.