導入
自信はセクシーだとよく言われます。
980では、1つのグラフィックプロセッサで4Kの要求をエンスージアスト級の精細度で処理できるレベルには達しませんでした。しかし、GeForce GTX Titan Xは80億個のトランジスタを搭載したGM200をベースにしています。80億個です。これはGeForce GTX 980のGM204より約30億個、初代GeForce GTX Titanの礎となったGK110より10億個も大きいのです。
最終的な形態では、これらのトランジスタは601mm²のシリコン片となり、GK110よりも約9%大きくなります。GM200 GPUは同じ28nm High-kメタルゲートプロセスで製造されているため、単純にチップが大きく複雑になっているだけです。しかし、ボードの最大消費電力は同じ250Wです。クロック周波数は高く、メモリ容量は2倍です。一見すると、計算が間違っているように見えますが、実際はそうではありません。
GM200の内部
SMMの詳細
NVIDIAがストリーミング・マルチプロセッサに施した効率重視の改良の詳細については、「GeForce GTX 750 Ti レビュー：Maxwell が省電力でパフォーマンスを向上」の最初のページをご覧ください。つまり、NVIDIAはリソースを再構成することでストリーミング・マルチプロセッサの利用率を高めようとしたと述べています。
昨年9月に発表されたGeForce GTX 980および970と同様に、GM200はNvidiaの効率的なMaxwellアーキテクチャに基づいています。GM204の4つのグラフィックス処理クラスターの代わりに、6つになります。また、GPCごとに4つのストリーミングマルチプロセッサがあるため、GPU全体で最大24のSMMになります。SMMあたりの128のCUDAコアを掛け合わせると、GeForce GTX Titan Xの合計は3072になります。SMMあたりの8つのテクスチャユニットは合計192になり、ベースコアクロックレートが1000MHzの場合、192 GTex/sになります（オリジナルのGeForce GTX Titanは、テクスチャユニット数が多いにもかかわらず、188と評価されていました）。
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GM204のSMMと同様に、GM200は96KBの共有メモリと48KBのテクスチャ/L1キャッシュを公開しており、GeForce GTX 750 TiのGM107の2倍になっています。ただし、その他のアーキテクチャ要素は似ています。各SMMは4つのブロックに分割され、それぞれに命令バッファ、ワープスケジューラ、ディスパッチユニットのペアがあります。実際、GM200がMaxwellファミリーのビッグダディであるにもかかわらず、多くのものが引き継がれており、倍精度演算は依然としてFP32の32分の1のレートで指定されています。ちなみに、同じGPUをベースにした今後発売されるQuadroカードも同じ運命をたどります。FP64のパフォーマンスが本当に重要な場合は、NvidiaはTeslaボードのいずれかを推奨するでしょう。
GeForce GTX Titan X
GeForce GTX 980
レーデオンR9 290X
GeForce GTX 980 の 4 つの ROP パーティションは、GeForce GTX Titan X では 6 つに増えています。各パーティションが 16 ユニットなので、クロックあたり最大 96 の 32 ビット整数ピクセルになります。ROP パーティションは、L2 キャッシュの 512KB スライスに揃えられ、GM200 では合計 3MB になります。Nvidia は、GeForce GTX 750 Ti を発表したとき、比較的狭い 128 ビットのメモリ インターフェイスでのボトルネックを防ぐためのメカニズムとして、大きな L2 について語りました。GM200 では、7Gb/s のメモリで構成された 384 ビット パスを考えると、これはそれほど大きな懸念事項ではありません。最大スループット 336.5GB/s は、GeForce GTX 780 Ti と一致し、GeForce GTX Titan、GeForce GTX 980、Radeon R9 290X を上回っています。
オンボード GeForce GTX Titan X
NVIDIAはGM200を10.5インチ長のPCBに搭載しました。これは、2年以上前から見てきたハイエンドボードに似ています。モデルごとの違いはよく見ると明らかですが、ここでは同じ寸法について話しているだけなので、統合に不安を抱いていたシステムビルダーにとっては間違いなく楽になります。
GPUの周囲には、同じ数のシングルダイメモリICが配置されています。しかし、今回はSK hynixの最高速GDDR5の4GB（512MB）パッケージを採用し、合計12GBのメモリを搭載しています。4K解像度でも、これはかなりオーバースペックと言えるでしょう。しかし、NVIDIAは将来性を重視しているとしており、もし将来的にUltra HDディスプレイをサラウンド構成で3枚または4枚のTitan XボードでSLI接続して駆動するようになるなら、6GBでは足りなかったでしょう。
PCBの上にはプレートがあり、表面実装部品の一部を冷却します。その上に銅製のベイパーチャンバーが取り付けられ、その上に2スロット分の高さのアルミ製ヒートシンクが配置されています。NVIDIAのリファレンスデザインは、筐体から空気を吸い込み、プレート上を吹き飛ばし、ヒートシンクを通過させて背面から排出する遠心ファンを忠実に再現しています。ブロワー型ファンは軸流冷却よりも騒音が大きい傾向がありますが、この同じIDのカードを数多く見てきた経験から、静音性が高いことは明らかです。GeForce GTX Titan Xも例外ではありません。
内部はアルミニウム製のハウジングで覆われています。これまで見たことのないほど質感が高く、NVIDIAは筐体を黒く塗装しています。「GeForce GTX 690とTitanの誕生秘話」に掲載されていたこの写真を覚えていますか？フィンの下の緑色のライトがない点を除けば、似たような感じです。
また、GeForce GTX 980にはあったバックプレートがなくなりました。980を複数枚並べた際にエアフローを増強するため、プレートの一部は取り外し可能でしたが、Titan Xはより消費電力が大きいカードです。隣接するボード間のスペースを最大限確保するため、Nvidiaはバックプレートを完全に取り除きました。個人的にはバックプレートの省略自体は気になりませんが、Igorはより洗練された外観を気に入っていました。
GeForce GTX Titanは980と共通のディスプレイ出力を搭載しており、デュアルリンクDVIポート1基、HDMI 2.0対応コネクタ1基、そしてフルサイズのDisplayPortインターフェース3基を備えています。これら5つのオプションを組み合わせることで、最大4台のディスプレイを同時に接続できます。さらに、G-Sync対応ディスプレイを使用している場合は、DisplayPort 1.2出力3基によってサラウンド再生も可能になります。
未来への心
Titan X の 12GB GDDR5 メモリ以外にも、Nvidia は、将来性をさらに高めると言われる GPU の機能を数多く挙げています。
今年のGDCで、Microsoftは、今日のグラフィックスハードウェアの50%がDirectX 12に対応しており、ホリデーシーズンまでには市場の3分の2が対応するだろうと述べました。これは、多くのグラフィックスカードがこのAPIで動作するようになることを意味します。しかし、DirectX 12の機能は、12.0と12.1という異なる機能レベルにまとめられます。MicrosoftのMax McMullen氏によると、12.0ではAPIのCPU重視のパフォーマンス上の利点が数多く活用され、12.1ではより強力なレンダリングアルゴリズムのために、保守的ラスタライゼーションとラスタライザー順序付きビュー（ROV）が追加されています。
将来を見据えて開発されたと言われるGPUであるだけに、GM200は機能レベル12.1（GM204も同様）をサポートしています。GeForce GTX 750 Tiに搭載されているGM107を含む、それ以前のすべてのGPUは機能レベル12.0に制限されています。AMDにGCNベースのプロセッサが12.0と12.1のどちらをサポートしているか問い合わせたところ、担当者は現時点ではコメントできないと回答しました。
Maxwellアーキテクチャは、他にも多くの機能を可能にします。その中には、現在利用可能なものもあれば、開発者のサポートを必要とするものもあります。ダイナミック・スーパーレゾリューション、マルチフレームサンプル・アンチエイリアシング（ちなみに、Titan Xで4K解像度におけるアンチエイリアシングのパフォーマンスへの影響を軽減する優れた方法です）、VRダイレクト、ボクセル・グローバル・イルミネーションの詳細については、DonによるGeForce GTX 980レビューのこちらのページをご覧ください。
クリス・アンジェリーニは、Tom's Hardware USの名誉編集者です。ハードウェアレビューの編集を担当し、注目度の高いCPUやGPUの発表を取り上げています。
