Arriva Turing, l'offerta si sdoppia con le GeForce RTX 20 e le GTX 16

Ripercorriamo la storia delle GPU Nvidia. Schede grafiche a profusione, tra grandi successi e cocenti delusioni.

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a cura di Tom's Hardware

Dopo la presentazione delle schede Tesla destinate ad aziende e professionisti, molti si aspettavano l'arrivo di soluzioni gaming GeForce basate sulla medesima architettura. Dopo mesi di vana attesa, Nvidia ha colto tutti di sorpresa annunciando la nuova architettura Turing nell'estate del 2018.

nvidia turing gpu
Non è chiaro se d'ora in poi l'azienda californiana creerà un'architettura per il mondo dell'AI e una per il resto del mercato, ma al momento la situazione vede l'architettura Tesla concentrarsi su machine learning e intelligenza artificiale, con Turing destinata al gaming e al mondo della grafica professionale.

Con Turing Nvidia ha scelto di spingere sul concetto di ray tracing in tempo reale, definito "il Santa Graal della computer grafica". Si tratta di una tecnica di rendering - illustrata in questo articolo - che mediante una gestione diversa dell'illuminazione riesce a garantire una qualità finora non ottenibile con le attuali tecniche di riferimento.

Nvidia si aspetta che gli sviluppatori di giochi adottino progressivamente un rendering ibrido (hybrid rendering), che combina il ray tracing con la rasterizzazione, per ottenere contenuti in movimento dall'aspetto sempre più vicini alla realtà, al cosiddetto fotorealismo.

Per arrivare a gestire il ray tracing in tempo reale è necessaria però moltissima potenza. È per questo motivo che Nvidia ha dotato l'architettura Turing di quelli che chiama RT core, ossia Ray Tracing core. Il nome dice tutto sulla loro finalità.

rtx hybrid rendering
Secondo Nvidia, il migliore chip Turing esistente (TU102) può gestire fino a 10 gigarays al secondo, un miglioramento di 25 volte rispetto all'architettura Pascal priva di tali unità dedicate. Più in generale l'azienda dichiara che "usando le capacità di rendering ibrido di Turing i software possono simulare il mondo fisico con una velocità 6 volte maggiore rispetto alla generazione Pascal".

In Turing ritroviamo anche i Tensor core di Volta, ma in una veste migliorata. Queste unità servono per accelerare carichi di AI e reti neurali, ma sono utili anche per altro, per esempio coadiuvando gli RT core in operazioni quali il denoising tramite intelligenza artificiale ma anche del Deep Learning Super-Sampling (DLSS), una tecnologia che applica deep learning e AI alle tecniche di rendering, portando a oggetti renderizzati nei giochi con bordi più uniformi e meno scalettati.

Praticamente un AA (anti-aliasing) basato sull'AI capace di un'ottima qualità grafica ma di un impatto prestazionale più modesto. Oltre a RT e Tensor core, Nvidia ha aggiornato anche lo Streaming Multiprocessor (SM) in modo da offrire maggiore flessibilità e prestazioni.

Nvidia ha introdotto quattro schede video professionali della famiglia Quadro RTX, precisamente Quadro RTX 8000, RTX 6000, RTX 5000 e RTX 4000. Potete leggere i dettagli sulle prime tre in questo articolo, mentre i dettagli sulla RTX 4000 li trovate qui. La gamma Quadro RTX è disponibile anche in veste mobile: RTX 6000, RTX 5000, RTX 4000 e RTX 3000

geforce rtx 2080 ti 01
Per quanto riguarda la gamma GeForce, Nvidia ha inizialmente presentato quattro modelli: RTX 2080 Ti, RTX 2080, RTX 2070 e RTX 2060, con gli ultimi tre anche in veste mobile per i portatili gaming (dettagli qui). L'offerta ruota attorno, per il momento, a tre core grafici chiamati TU102, TU104 e TU106, tutti prodotti da TSMC con processo a 12 nanometri.

L'azienda, nell'estate appena conclusa (a un anno di distanza dal debutto delle prime RTX), ha presentato tre modelli chiamati SUPER per far fronte al debutto delle proposte concorrenti Radeon RX 5700 e RX 5700 XT: ecco arrivare GeForce RTX 2060 SUPER, GeForce RTX 2070 SUPER e GeForce RTX 2080 SUPER. 

Quali sono le caratteristiche di tutte le schede? Facciamo un quadro generale, anche se bisogna sottolineare che le GeForce RTX 2070 e 2080 originarie usciranno di scena nei prossimi mesi, lasciando spazio alle SUPER, mentre la RTX 2060 è stata ricollocata di prezzo.

La top di gamma GeForce RTX 2080 Ti ha due TPC disabilitati rispetto al TU102 in formato completa, il che ci lascia con una scheda dotata di 4352 CUDA core, 544 Tensor core, 68 RT core, 544 unità texture e 34 PolyMorph engine. La RTX 2080 Ti non solo è la migliore scheda video per gestire il ray tracing, ma consente di giocare fluidamente in 4K a 60 fps, cosa invece non possibile con le altre RTX, più adatte alle risoluzioni WQHD e Full HD.

La GPU TU102 nella sua forma completa la ritroviamo per ora nelle Quadro RTX 8000 e 6000, ma anche sulla Titan RTX, scheda video che l'azienda dedicata ai ricercatori impegnati nel campo delle intelligenze artificiali, deep learning, data scientist e creatori di contenuti. La GPU TU102 su queste schede offre 72 SM, 4608 CUDA core, 576 Tensor core, 72 RT core, 288 unità texture e 36 PolyMorph engine.

Il TU104 è il cuore della RTX 2080 e della RTX 2080 SUPER. Nel primo caso abbiamo 2944 CUDA core, 368 Tensor core, 46 RT core e 184 Texture Unit. Nel secondo osserviamo un aumento di questi parametri: 3072 CUDA core, 384 Tensor core, 48 RT core e 192 Texture Unit. Le ROP sono 64 in entrambi i casi.

La GPU è a bordo anche della GeForce RTX 2070 SUPER con 2560 CUDA core, 320 Tensor core, 40 RT core, 184 unità texture e 64 ROPS.

Per concludere, parliamo del TU106 che rappresenta il cuore di RTX 2070, RTX 2060 SUPER e RTX 2060. Sulla prima si presenta nella sua veste migliore con 2304 CUDA core, 288 Tensor core, 36 RT core, 144 unità texture e 64 ROPs. Il chip è stato "castrato" sulla RTX 2060 dove offre 1920 CUDA core, 240 Tensor core , 30 RT core, 120 TMU e 48 ROPs.

La RTX 2060 SUPER di recente fattura si colloca nel mezzo con 2176 CUDA core, 272 Tensor core , 34 RT core, 136 TMU e 64 ROPs.

Con le proposte Turing, Nvidia non propone solo delle GPU nuove di zecca, ma vi affianca per la prima volta la memoria GDDR6. Sulla RTX 2080 Ti ne ritroviamo 11 GB, mentre su RTX 2080 SUPER, 2080, 2070 SUPER, 2070 e 2060 SUPER ce ne sono 8 GB. La RTX 2060 ne ha invece solo 6 GB. Tra le schede c'è infine un'altra differenza, oltre ovviamente alle frequenze, ossia il bus di memoria: 352 bit per la RTX 2080 Ti, 256 bit per RTX 2080 SUPER/2070 SUPER/2070/2060 SUPER e 192 bit per la RTX 2060.

La RTX 2080 Ti non ha al momento concorrenti sul mercato da un punto di vista prestazionale, e così anche la RTX 2080 SUPER. AMD, con le schede Radeon RX 5700 XT e 5700, s'insidia nel denso panorama di schede che vanno dalla RTX 2060 SUPER alla RTX 2070 SUPER. Al momento le GeForce RTX non sembra stiano raccogliendo un successo incredibile, anche se non si può parlare di flop. Il problema principale rimane la limitata disponibilità di giochi con supporto al ray tracing, che invoglia pochi appassionati a cambiare scheda video.

GeForce GTX 16

Per quanto concerne la fascia medio bassa del mercato, Nvidia ha creato una gamma di schede video chiamata GeForce GTX 16. La cosa importante da sapere è che queste schede - per ora GeForce GTX 1660 Ti, 1660 e 1650 - non hanno unità RT core e Tensor core, quindi non permettono di eseguire il ray tracing con buone prestazioni (possono gestirlo, ma con prestazioni imbarazzanti) né consentono di applicare il DLSS.

La GTX 1660 Ti è basata su una GPU (anche in questo caso prodotte a 12 nanometri) chiamata TU116, che copre un’area di 284 mm2 e conta 6,6 miliardi di transistor. La GPU su questa scheda offre 24 SM, 1536 CUDA core e 96 unità texture. Al core sono affiancati 6 GB di memoria GDDR6 a 12 GHz su bus a 192 bit.

Per quanto riguarda la GTX 1660, ritroviamo la GPU TU116, anche se in versione più limitata: da 1536 si passa a 1408 CUDA core. Scende anche il numero di unità texture a 88. La scheda è accompagnata da 6 GB di memoria GDDR5 a 8 GHz.

La GTX 1650 è invece basata su una GPU differente, TU117, con ha 896 CUDA core, 56 TMU e 32 ROPs. Il core grafico è accompagnato da 4 GB di memoria GDDR5. Per il momento le schede GeForce GTX della serie 16 non stanno raccogliendo grande successo, complici prezzi non proprio esaltanti.