G70 e a série 7xxx

O G70 é o chip usado nas placas da série GeForce 7800. A arquitetura interna é similar à do NV40 e, assim como ele, o G70 é compatível com o DirectX 9.0c e o Shader Model 3.0. A grande diferença entre os dois é que o G70 possui quase 50% mais poder bruto de processamento por ciclo de clock, com 24 unidades de pixel shader, 24 unidades de processamento de texturas e 8 unidades de vertex shader, formando um chip com 302 milhões de transístores.

Outra vantagem sobre o NV40 é que ele é fabricado em uma técnica de 0.11 micron, o que permite o uso de frequências um pouco mais altas, além de reduzir o consumo elétrico do chip. O G70 é também o primeiro chipset da nVidia a utilizar o barramento PCI Express nativamente, sem o uso do bridge HSI usado nas placas da geração anterior. Também existem placas da série GeForce 7 em versão AGP, mas neste caso utilizando um bridge PCI Express > AGP, que reduz sutilmente o desempenho da placa, similarmente ao que ocorre nas versões PCI Express das placas da série GeForce6.

Para não aumentar demasiadamente o custo de produção das placas, a nVidia optou por manter o barramento de 256 bits com a memória usado no NV40, aumentando a taxa de transferência apenas através do uso de chips de memória mais rápidos. Isso limitou um pouco o desempenho das placas baseadas no G70, impedindo que o chipset manifestasse todo o seu potencial em diversas situações.

Uma característica do G70 é o uso de um número menor de ROPs do que de unidades de texturas e unidades de pixel shader. Em vez de utilizar o mesmo número, como no NV40 e derivados, o G70 possui apenas 16 ROPs, o que significa uma proporção de 2 para 3 em relação às demais unidades, que são 24. A ideia por trás da redução é que nem todos os pipelines trabalham com 100% de carregamento todo o tempo, já que processam diferentes partes da imagem. Um novo componente, o fragment crossbar, faz com que os dados gerados pelos pipelines sejam enviados a qualquer um dos ROPs disponíveis. Isso faz com que o número menor de ROPs absorva melhor a variação de uso dos pipelines, permitindo que o poder de processamento disponível seja melhor aproveitado. Este diagrama da nVidia ilustra o conceito:

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Naturalmente, um ROP para cada pipeline ofereceria um desempenho um pouco melhor em diversas situações, mas em compensação exigiria o uso de mais transístores, o que encareceria o chip. A idéia é que a arquitetura 24/16 do G70 oferece um desempenho superior ao que seria possível obter com uma arquitetura 20/20, onde teríamos menos pipelines e os ROPs adicionais acabariam sendo subutilizados. Esta idéia de utilizar uma arquitetura flexível, no lugar de unidades fixas tem sido usada em uma escala cada vez maior nas GPUs atuais.

O G70 foi utilizado na GeForce 7800 GT (256 MB, GPU a 400 MHz e memória a 1.0 GHz), GeForce 7800 GTX (256 MB, GPU a 430 MHz e memória a 1.2 GHz) e na GeForce 7800 GTX 512 (512 MB, GPU a 550 MHz e memória a 1.7 GHz), sendo que as três eram equipadas com memórias GDDR3 e utilizavam o barramento PCI Express. Pouco depois (fevereiro de 2006), foi lançada também uma versão AGP, a GeForce 7800 GS (256 MB, GPU a 375 MHz e memória a 1.2 GHz).

É importante notar que apenas a 7800 GTX e a 7800 GTX 512 são baseadas na versão “completa” do G70. A 7800 GT é baseada em uma versão castrada, com apenas 20 das unidades de pixel shader, 20 unidades de processamento de texturas e 7 das unidades de vertex shader ativas, enquanto a 7800 GS usa uma versão ainda mais limitada, com apenas 16 unidades de pixel shader, 16 unidades de texturas, 8 ROPs e 6 das unidades de vertex shader. O uso da versão simplificada do G70, combinado com o clock mais baixo da GPU e o uso do bridge, fazem com que a 7800 GS seja consideravelmente mais lenta do que a 7800 GT.

Como de praxe, as versões originais da 7800 foram seguidas por versões mais simples, baseadas em versões reduzidas do chip NV70 e em seguida também por versões mais rápidas, baseadas no G71.

O G73 é uma versão reduzida do G70, que (assim como o NV43 em relação ao NV40) teve todas as características reduzidas à metade. Ele possui apenas 12 unidades de pixel shader, 8 ROPs e usa um barramento com a memória de apenas 128 bits. A única exceção fica por conta das unidades de vertex shader, que são 5 (em vez de 4). Com a redução, o chip passou a ter apenas 170 milhões de transístores, o que, combinado com uma técnica de produção de 0.09 micron, tornou o chip muito mais barato de se produzir, possibilitando o surgimento da classe de placas intermediárias dentro da família GeForce 7.

A versão original do G73 é usada na GeForce 7600 GS (256 MB, GPU a 400 ou 560 MHz e memória DDR2 a 800 MHz) e na GeForce 7600 GT (256 MB, GPU a 560 GHz e memória GDDR3 a 1.4 GHz). Temos também a GeForce 7300 GT (256 MB, GPU a 350, 400 ou 500 MHz e memória DDR2 a 667 ou 800 MHz), que é baseada em uma versão castrada, com 8 unidades de pixel shader, 8 ROPs e 4 unidades de vertex shader.

O seguinte na escala de redução é o G72, um chip drasticamente reduzido, que conserva apenas 4 unidades de pixel shader, 3 unidades de vertex shader e utiliza um barramento com a memória de apenas 64 bits. Ele é utilizado nas GeForce 7200 e 7300, placas de baixo custo e sucessoras diretas das 6200, que combinam o fraco desempenho do G72 e o limitado barramento com a memória com o uso de chips de memória mais baratos e mais lentos.

O G72 “completo” é usado nas GeForce 7300 LE (128 ou 256 MB, GPU a 450 MHz e memória DDR a 667 MHz) e na GeForce 7300 GS (128 MB ou 256 MB, GPU a 550 MHz e memória DDR2 a 810 MHz).

Por estranho que possa parecer, existe ainda uma versão castrada do chip, ainda mais fraca, com apenas 2 unidades de pixel shader, 2 unidades de texturas, 2 unidades de vertex shader e 2 ROPs. Ela é usada na GeForce 7200 GS (64, 128 ou 256 MB, GPU a 450 MHz e memória DDR a 667 ou DDR2 a 800 MHz) e na 7300 SE (128 MB ou 256 MB, GPU a 450 MHz e memória DDR a 667 MHz). Existiram ainda alguns raros modelos das 7200 e 7300 com 512 MB, mas estas versões são mais caras e acabam se revelando uma opção muito ruim, pois o estreito barramento com a memória impede que os 512 MB sejam utilizados efetivamente.

Vale lembrar que estas 4 placas utilizam um barramento com a memória de apenas 64 bits, que acentua a baixa frequência de operação dos módulos. A 7300 LE, por exemplo, dispõe de um barramento com a memória de apenas 5.3 GB/s, cerca de 7 vezes menos que a 7800 GTX, que dispõe de um barramento de 38.4 GB/s.

Por compartilharem da mesma arquitetura do G70 original, mesmo as GeForce 7200 são capazes de rodar todos os jogos baseados no DirectX 9.0c. O maior problema é que a brutal redução nas unidades de processamento lhe obrigam a desativar o Antialiasing e o Anisotropic Filtering e a jogar em resoluções mais baixas. Desde que você saiba ajustar as configurações apropriadamente, o game vai rodar basicamente da mesma forma, mas a qualidade visual será muito inferior.

Concluindo, temos o G71, que deixei por último. Ele é uma versão aperfeiçoada do G70, produzido usando uma técnica de 0.09 micron. Ele foi usado na GeForce 7900 GS (256 MB, GPU a 450 MHz e memória a 1.32 GHz), GeForce 7900 GT (256 MB, GPU a 450 MHz e memória a 1.32 GHz), GeForce 7900 GTO (512 MB, GPU a 650 MHz, memória a 1.32 GHz), GeForce 7900 GTX (512 MB, GPU a 650 MHz e memória a 1.6 GHz), GeForce 7950 GT (256 MB ou 512 MB, GPU a 550 MHz e memória a 1.4 GHz) e também na GeForce 7950 GX2 (2×512 MB, duas GPUs a 500 MHz e memória a 1.2 GHz), que é o resultado da combinação de duas placas, ligadas internamente em SLI (e possível ainda lugar duas 7950 GX2 em SLI, criando uma configuração Quad-SLI, com um total de 4 placas).

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GeForce 7950 GX2

Você pode ter achado estranho que a 7900 GS e a 7900 GT utilizem as mesmas freqüências tanto para a GPU quanto para a memória. A diferença entre as duas é que a GeForce 7900 GS é baseada em uma versão castrada do G71 que, assim como o G70 usado na 7800 GT, possui apenas 20 das unidades de pixel shader e 7 das unidades de vertex shader ativas, enquanto a 7900 GS é baseada na versão completa do chip. Naturalmente, todas estas placas utilizam memórias GDDR3. Dentro da série GeForce 7, apenas as placas de mais baixo custo, incluindo as 7200, 7300 e a 7600 GS utilizam memórias DDR ou DDR2 convencionais.

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