GeForce 900

A primeira geração Maxwell GM107/GM108 foi lançada como GeForce GTX 745, GTX 750/750 Ti e GTX 850M/860M (GM107) e GT 830M/840M (GM108). Esses novos chips fornecem poucos recursos adicionais voltados para o consumidor; Em vez disso, a Nvidia se concentrou na eficiência de energia. A Nvidia aumentou a quantidade de cache L2 de 256 KiB no GK107 para 2 MiB no GM107, reduzindo a largura de banda de memória necessária. Conseqüentemente, a Nvidia cortou o barramento de memória de 192 bits no GK106 para 128 bits no GM107, economizando ainda mais energia.^[8] A Nvidia também mudou o design do multiprocessador de streaming do Kepler (SMX), nomeando-o SMM. A estrutura do escalonador de warp é herdada do Kepler, o que permite que cada escalonador emita até duas instruções independentes entre si e ordenadas do mesmo warp. O layout das unidades SMM é particionado de modo que cada um dos 4 escalonadores de warp em um SMM controle 1 conjunto de 32 núcleos FP32 CUDA, 1 conjunto de 8 unidades de carregamento/armazenamento e 1 conjunto de 8 unidades de funções especiais. Isso contrasta com o Kepler, onde cada SMX tem 4 agendadores que agendam para um pool compartilhado de 6 conjuntos de 32 núcleos FP32 CUDA, 2 conjuntos de 16 unidades de carregamento/armazenamento e 2 conjuntos de 16 unidades de função especial.^[9] Essas unidades são conectadas por uma barra transversal que usa energia para permitir que os recursos sejam compartilhados.^[9] Esta barra transversal é removida em Maxwell.^[9] Unidades de textura e núcleos FP64 CUDA ainda são compartilhados.^[8] O SMM permite uma alocação de recursos mais refinada do que o SMX, economizando energia quando a carga de trabalho não é ideal para recursos compartilhados. A Nvidia afirma que um SMM de 128 núcleos CUDA tem 86% do desempenho de um SMX de 192 núcleos CUDA.^[8] Além disso, cada Graphics Processing Cluster, ou GPC, contém até 4 unidades SMX no Kepler e até 5 unidades SMM na primeira geração do Maxwell.^[8]

GM107 suporta CUDA Compute Capability 5.0 em comparação com 3.5 em GPUs GK110/GK208 e 3.0 em GPUs GK10x. O paralelismo dinâmico e o HyperQ, dois recursos das GPUs GK110/GK208, também são suportados em toda a linha de produtos Maxwell.

Maxwell fornece operações atômicas de memória compartilhada nativa para números inteiros de 32 bits e comparação e troca (CAS) de memória compartilhada nativa de 32 bits e 64 bits, que podem ser usadas para implementar outras funções atômicas.

Embora se pensasse que Maxwell usava rasterização de modo imediato baseado em bloco,^[10] a Nvidia corrigiu isso na GDC 2017 dizendo que Maxwell usa o Tile Caching.^[11]

As GPUs baseadas em Maxwell também contêm o bloco NVENC SIP introduzido com o Kepler. O codificador de vídeo da Nvidia, NVENC, é 1,5 a 2 vezes mais rápido do que nas GPUs baseadas em Kepler, o que significa que pode codificar vídeo em 6 a 8 vezes a velocidade de reprodução.^[8]

A Nvidia também reivindica um aumento de desempenho de 8 a 10 vezes na decodificação de vídeo PureVideo Feature Set E devido ao cache do decodificador de vídeo emparelhado com aumentos na eficiência da memória. No entanto, H.265 não é suportado para decodificação completa de hardware, contando com uma mistura de decodificação de hardware e software.^[8] Ao decodificar o vídeo, um novo estado de baixo consumo de energia "GC5" é usado nas GPUs Maxwell para economizar energia.^[8]

Maxwell de segunda geração introduziu várias novas tecnologias: Super Resolução Dinâmica,^[12] Compressão de Cor Delta de Terceira Geração,^[13] Amostragem de Programação Multi-Pixel,^{[carece de fontes?]} Nvidia VXGI (Real-Time-Voxel-Iluminação Global),^[14] VR Direct,^[15][16][17] Multi-Projection Acceleration,^[13] e Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing (MFAA)^[18] (no entanto, o suporte para Coverage-Sampling Anti-Aliasing (CSAA) foi removido).^[19] Suporte HDMI 2.0 também foi adicionado.^[20][21]

A segunda geração de Maxwell também alterou a proporção de ROP para controlador de memória de 8:1 para 16:1.^[22] No entanto, alguns dos ROPs geralmente estão ociosos na GTX 970 porque não há SMMs ativados suficientes para dar a eles trabalho e, portanto, reduz sua taxa de preenchimento máxima.^[23]

O Maxwell de segunda geração também tem até 4 unidades SMM por GPC, em comparação com 5 unidades SMM por GPC.^[22]

O GM204 suporta CUDA Compute Capability 5.2 em comparação com 5.0 nas GPUs GM107/GM108, 3.5 nas GPUs GK110/GK208 e 3.0 nas GPUs GK10x.^[13][22][24]

As GPUs GM20x de segunda geração Maxwell têm um NVENC atualizado que suporta codificação HEVC e adiciona suporte para resoluções de codificação H.264 em 1440p/60FPS e 4K/60FPS em comparação com NVENC em GPUs GM10x de primeira geração Maxwell que suportam apenas codificação H.264 1080p/60FPS.^[17]

Maxwell GM206 GPU suporta decodificação de hardware HEVC de função fixa completa.^[25][26]

Os problemas com as especificações da GeForce GTX 970 foram levantados pela primeira vez pelos usuários quando descobriram que os cartões, embora apresentassem 4 GB de memória, raramente acessavam a memória além do limite de 3,5 GB. Mais testes e investigações eventualmente levaram a Nvidia a emitir uma declaração de que as especificações inicialmente anunciadas do cartão foram alteradas sem aviso antes de o cartão ser disponibilizado comercialmente e que o cartão teve um impacto no desempenho quando a memória acima do limite de 3,5 GB foi colocada em uso.^[27][28][29]

As especificações de hardware de back-end da placa, inicialmente anunciadas como idênticas às da GeForce GTX 980, diferiam na quantidade de cache L2 (1,75 MB contra 2 MB na GeForce GTX 980) e no número de ROPs (56 contra 64 na GeForce GTX 980). o 980). Além disso, foi revelado que o cartão foi projetado para acessar sua memória como uma seção de 3,5 GB, mais uma de 0,5 GB, sendo o acesso a esta última 7 vezes mais lento que a primeira.^[30] A empresa então prometeu uma modificação específica do driver para aliviar os problemas de desempenho produzidos pelos cortes sofridos pelo cartão.^[31] No entanto, a Nvidia posteriormente esclareceu que a promessa havia sido uma falha de comunicação e que não haveria atualização de driver específica para o GTX 970.^[32] A Nvidia alegou que ajudaria os clientes que desejassem reembolsos a obtê-los.^[33] Em 26 de fevereiro de 2015, o CEO da Nvidia, Jen-Hsun Huang, registrou no blog oficial da Nvidia desculpas pelo incidente.^[34] Em fevereiro de 2015, uma ação coletiva alegando propaganda enganosa foi movida contra a Nvidia e a Gigabyte Technology no Tribunal Distrital dos EUA no norte da Califórnia.^[35][36]

A Nvidia revelou que é capaz de desabilitar unidades individuais, cada uma contendo 256 KB de cache L2 e 8 ROPs, sem desabilitar controladores de memória inteiros.^[37] Isso ocorre com o custo de dividir o barramento de memória em segmentos de alta e baixa velocidade que não podem ser acessados ​​ao mesmo tempo, a menos que um segmento esteja lendo enquanto o outro segmento está gravando porque a unidade L2/ROP gerenciando ambos os GDDR5 os controladores compartilham o canal de retorno de leitura e o barramento de dados de gravação entre os dois controladores GDDR5 e ele próprio.^[37] Isso é usado na GeForce GTX 970, que, portanto, pode ser descrita como tendo 3,5 GB em seu segmento de alta velocidade em um barramento de 224 bits e 0,5 GB em um segmento de baixa velocidade em um barramento de 32 bits.^[37]

Em 27 de julho de 2016, a Nvidia concordou com um acordo preliminar da ação coletiva dos EUA,^[35] oferecendo um reembolso de $ 30 nas compras de GTX 970. O reembolso acordado representa a parte do custo dos recursos de armazenamento e desempenho que os consumidores presumiram obter quando compraram o cartão.^[38]

Embora a série Maxwell tenha sido comercializada como totalmente compatível com DirectX 12,^[2][39][40] Oxide Games, desenvolvedora de Ashes of the Singularity, descobriu que as placas baseadas em Maxwell não funcionam bem quando a computação assíncrona é utilizada.^{[41][42][43][39]}

Parece que, embora esse recurso principal seja de fato exposto pelo driver,^[44] a Nvidia o implementou parcialmente por meio de um shim baseado em driver, com um custo de alto desempenho.^[43] Ao contrário das placas gráficas baseadas em GCN concorrentes da AMD, que incluem uma implementação completa de computação assíncrona baseada em hardware,^[45][46] a Nvidia planejava contar com o driver para implementar uma fila de software e um distribuidor de software para encaminhar tarefas assíncronas para os agendadores de hardware, capazes de distribuir a carga de trabalho para as unidades corretas.^[47] A computação assíncrona no Maxwell, portanto, requer que o jogo e o driver da GPU sejam especificamente codificados para computação assíncrona no Maxwell para habilitar esse recurso.^[48] O benchmark 3DMark Time Spy não mostra nenhuma diferença perceptível de desempenho entre a computação assíncrona habilitada ou desabilitada.^[48] A computação assíncrona é desativada pelo driver para Maxwell.^[48]

A Oxide afirma que isso levou a Nvidia a pressioná-los a não incluir o recurso de computação assíncrona em seu benchmark, para que a série 900 não ficasse em desvantagem contra os produtos da AMD que implementam computação assíncrona em hardware.^[42]

Maxwell requer que a GPU seja particionada estaticamente para computação assíncrona para permitir que as tarefas sejam executadas simultaneamente.^[49] Cada partição é atribuída a uma fila de hardware. Se qualquer uma das filas atribuídas a uma partição esvaziar ou não puder enviar trabalho por qualquer motivo (por exemplo, uma tarefa na fila deve ser adiada até que um hazard seja resolvido), a partição e todos os recursos nessa partição reservada pois essa fila ficará ociosa.^[49] A computação assíncrona, portanto, pode facilmente prejudicar o desempenho em Maxwell se não for codificada para funcionar com o agendador estático de Maxwell.^[49] Além disso, as tarefas gráficas saturam as GPUs da Nvidia com muito mais facilidade do que as GPUs baseadas em GCN da AMD, que são muito mais pesadas para a computação, portanto, as GPUs da Nvidia têm menos lacunas de programação que podem ser preenchidas por computação assíncrona do que as da AMD.^[49] Por esses motivos, o driver força uma GPU Maxwell a colocar todas as tarefas em uma fila e executar cada tarefa em série, e dar a cada tarefa os recursos indivisos da GPU, independentemente de cada tarefa poder ou não saturar a GPU.^[49]

Algumas implementações podem usar especificações diferentes.

«Driver 368.81 is the last driver to support Windows XP/Windows XP 64-bit.» 

• Windows XP 32-bit: 368.81 driver download
• Windows XP 64-bit: 368.81 driver download

A Nvidia anunciou que, após o lançamento dos drivers 390, não lançará mais drivers de 32 bits para sistemas operacionais de 32 bits.^[100]

As GPUs de notebook baseadas na arquitetura Kepler mudaram para suporte legado em abril de 2019 e pararam de receber atualizações críticas de segurança após abril de 2020.^[101][102] A Nvidia GeForce 910M e 920M da família de GPUs 9xxM são afetadas por essa mudança.

A Nvidia anunciou que, após o lançamento dos 470 drivers, faria a transição do suporte de driver para os sistemas operacionais Windows 7 e Windows 8.1 para o status legado e continuaria a fornecer atualizações críticas de segurança para esses sistemas operacionais até setembro de 2024.^[103]

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