NVIDIA GeForce GTX 1080 Founders Edition: la nuova top di gamma

Uno degli aspetti architetturali che vanno maggiormente curati quando si cerca di migliorare le prestazioni riguarda proprio la tecnologia di compressione della memoria. I tecnici di NVIDIA amano molto le tecniche di compressione dei colori al fine di contenere il consumo di bandwidth della memoria e con Pascal introducono la quarta versione di questa tecnologia. Una scheda video di recente generazione come quelle che saranno basate su Pascal usano una tecnica di compressione dei colori di tipo delta, ovvero immagazzinano e trasmettono dati usando le differenze tra i dati sequenziali piuttosto che sul file completo. Tanto più i numeri associati agli ID colore sono grandi tanto maggiore è lo spazio necessario per registrarli, per cui la tecnica del delta encoding procede a registrare la differenza tra i dati invece che registrare ogni singolo dato. La quarta generazione di compressione è così in grado di gestire valori differenti anche per colori molto simili tra di loro, il tutto senza perdere prestazioni, anzi guadagnandone.

Le tecniche di compressione riducono la bandwitdh della memoria grafica necessaria contenendo la quantità di dati scritti sulla memoria e la quantità di dati trasferiti dalla memoria alla cache L2. Un blocco di pixel compresso, infatti, produrrà un ingombro sulla memoria inferiore rispetto a un blocco non compresso. Queste tecnologie, in definitiva, comprimono i blocchi di dati da trasferire tra client differenti, per esempio dalla Texture Unit al frame buffer.

La pipeline di compressione della GPU è formata da diversi algoritmi che determinano in maniera intelligente qual è il modo migliore per comprimere i dati a seconda della situazione di gioco o dell'esigenza di calcolo. All'interno di questa pipeline, una delle tecniche più importanti è la già citata tecnica di compressione dello spazio colore di tipo delta. Se il delta tra un colore e l'altro è sufficientemente piccolo allora serviranno solo pochi bit per identificare il colore dei pixel. Secondo i tecnici di NVIDIA, se lo spazio richiesto per memorizzare i valori di riferimento e i valori delta è minore rispetto allo spazio richiesto per immagazzinare i dati in maniera non compressa, allora la compressione colore delta ha avuto successo è i dati vengono immagazzinati nella metà dello spazio.

La GeForce GTX 1080 include una funzionalità di compressione migliorata rispetto alle precedenti generazioni. Soprattutto in quei casi in cui il delta tra i colori è particolarmente piccolo la nuova tecnologia è adesso in grado di comprimere fino a occupare un quarto rispetto allo spazio richiesto originariamente, e ridurre di conseguenza la bandwidth della memoria necessaria. Applicando quest'ultima tecnica a blocchi di tipo 2x2 e successivamente l'originale compressione delta 2:1 tra due differenti blocchi, Pascal riesce ad abilitare una nuova modalità di compressione colore delta 8:1.

NVIDIA ha rilasciato una serie di screenshot tratti da Project Cars per dare un'idea di quanto sia più efficiente la tecnica moderna rispetto a quella presente in Maxwell. Le parti della scena che possono essere compresse sono colorate in magenta e questo mostra come Maxwell non fosse in grado di comprimere i colori alla base della vegetazione e di alcune parti dell'auto. Con Pascal, invece, solo qualche residuo della scena non viene compresso.

Questi progressi nelle tecniche di compressione memoria riducono la quantità di byte che la scheda video è chiamata a recuperare dalla memoria. Questo consente di ridurre la bandwidth di circa il 20% e grazie all'impiego della memoria GDDR5X capace di operare a 10 Gbps porta a un'efficienza nella gestione della bandwitdh superiore di 1,7 volte rispetto a GeForce GTX 980.