NvidiaがMaxwellを発表：極めて電力効率の高いGPUアーキテクチャ

GPUの軍拡競争は、通常、フレームレート（FPS）を競うことになります。どのビデオカードが「バトルフィールド 4」のようなAAAタイトルを最速でプレイできるでしょうか？ そのため、AMDとNvidiaが新しいGPUアーキテクチャを発表する際、両社は最高級のGPUを先行させ、その後、低価格帯のGPUの穴を埋めていくことが多いのです。しかし、Nvidiaは全く新しいMaxwellアーキテクチャで、異なるアプローチを取っています。

Maxwellは、最終的にはNvidiaの最もパワフルなビデオカードの基盤となっているKeplerアーキテクチャの後継となる予定です。この中には、テネシー州オークリッジ国立研究所のTitanスーパーコンピュータを支える万能のGeForce GTX Titanも含まれます。しかし、最初のMaxwellベースGPUは、手頃な価格のGeForce GTX 750（1GBフレームバッファ搭載で希望小売価格119ドル）とGeForce 750 Ti（2GBフレームバッファ搭載で希望小売価格149ドル。1GBメモリ搭載のSKUは、今月下旬に希望小売価格139ドルで発売予定です）に搭載される予定です。

Keplerと同様に、Maxwellは数百個のCUDAコア（GeForce GTX 750では512個、GeForce 750 GTX 750 Tiでは640個）で構成される超並列アーキテクチャです。MaxwellはKeplerと同じ28nm製造プロセスに基づいていますが、Maxwellの方が数倍電力効率に優れています。NVIDIAのエンジニアは、Keplerの設計において、特定の演算処理中に多くのCUDAコアがアイドル状態になることを発見したようです。GPUの制御ロジックがコアを個別にオフにできないため、小さなマイクロプロセッサが何も処理していないにもかかわらず、これらのコアは電力を消費し続けます。

Maxwellの設計者は、NVIDIAのTegraエンジニアリングチーム（Tegraはモバイルデバイス向けに設計されたSoC（System on a Chip））から多くの設計ヒントを得て、Keplerの設計を微調整しました。モノリシックなコアロジックを複数の独立したコンポーネントに分割し、各コンポーネントが少数のCUDAコアを制御するようにしました。これにより、個々のプロセッサがアイドル状態のときに、それを管理する制御ロジックがそのプロセッサの電源をオフにできるようになりました。NVIDIAによると、このより正確な制御により、コアあたりのパフォーマンスが135%向上し、GPUのワットあたりのパフォーマンスが2倍になります。

この新しい省電力設計のおかげで、GeForce GTX 750 Ti を搭載したビデオカードのTDP（熱設計プロファイル）はわずか60ワットです。PCIeスロットは最大75ワットの電力を供給できるため、GeForce GTX 750 Ti には追加の6ピン電源ケーブルは必要ありません。つまり、現在統合型グラフィックスに依存しているほぼすべての低価格デスクトップPCは、ディスクリートGPUへのアップグレードの候補となります。

NVIDIAは、Intel Core i5プロセッサーとIntel HD Graphics 4600プロセッサーを搭載した一般的なデスクトップPCで、『バットマン：アーカム・オリジンズ』を8フレーム/秒（解像度1920 x 1080ピクセル、4倍アンチエイリアシング、画質中）でプレイできると例を挙げています。このPCにGeForce GTX 750 Tiを搭載すれば、フレームレートは53fpsにまで跳ね上がるとNVIDIAは述べています。

NVIDIAのGeForce GTX 750 Tiリファレンスデザインをベースにしたビデオカードは、640個のCUDAコアをベースクロック1020MHz（ブーストクロック1085MHz）で動作させます。チップのメモリインターフェースは128ビット幅です。このGPUを搭載したビデオカードは、少なくとも2つのデュアルリンクDVIポートと1つのミニHDMIポートを搭載します。DisplayPort 1.2はオプションです。（注：DisplayPortは、NVIDIAのG-Syncゲーミングディスプレイテクノロジーの必須要件です。）

NVIDIAのGeForce GTX 750リファレンスデザインをベースにしたカードは、マウントブラケットに同じ出力を備えています。ベースクロックとブーストクロック速度はGeForce GTX 750 Tiと同じですが、CUDAコア数が128個少ないため、TDPはわずか55ワットです。NVIDIAは、GeForce GTX 750はエントリーレベルのGPUであるGeForce GTX 450の3倍の性能を発揮すると主張しています。

サードパーティ製のマザーボードメーカーは両方のGPUを自由にオーバークロックできるようになり、どちらかのGPUを搭載したパッシブ冷却カードが登場する可能性があります。NVIDIAのMaxwellアーキテクチャの初期バージョンは、1月のCESで発表されたSteam Machineの多くのデザインを含む、小型フォームファクターのリグに最適な選択肢となるはずです。