NVIDIA GeForce 800

概观

用于GeForce 800系列上的‘Maxwell’显示核心架构，是用于GeForce 600以及700系列‘Kepler’显示核心架构的下一代，将首次在显示核心上内置ARM架构的CPU核心。NVIDIA的CEO黄仁勋称，这样做使得GPU更加独立于主CPU。NVIDIA称‘Maxwell’显示核心架构对比‘Kepler’架构，会有更高的图形处理性能、更简化的可编程性以及更好的能效比。
2010年9月NVIDIA宣布下一代显示核心架构‘Maxwell’。首款基于‘Maxwell’架构的消费级显示核心的产品将于2014年早期发卖。稍后将有基于‘Maxwell’显示核心的NVIDIA Tesla运算卡以及NVIDIA Quadro专业图形卡。最后会有供手持式设备使用的基于该架构的NVIDIA Tegra系统单片机出现。

显示存储器

GM107的L2缓存，由GK107的256KB，大幅增加到2MB，大大降低对显示存储器的带宽需求。相应地，NVIDIA仅为GM107的使用128位的存储器控制器位宽，而GM107的性能与kepler的192比特存储器位宽的GK106不相上下，除此以外，减少了存储器位宽，还会节省电能。

SMM

Kepler时代，CUDA核心/流处理器数组被NVIDIA称作SMX，而Maxwell的设计，则改称SMM。SMM数组中，各数组是分离独立的，因此数组中的4个调度引擎控制各自所属的FP32 CUDA核心、加载/存储单元以及特殊功能单元，不像Kepler那样一个调度引擎需要共享资源。不过，纹理单元以及FP64 CUDA核心则仍然是共享的。SMM提供比SMX更细粒度的资源分配，当负载并非为共享资源最优化时节省电力。NVIDIA称128个CUDA核心的SMM可以达到192个CUDA核心的SMX的90%的性能。

通用运算

相比GK110/GK208支持CUDA 3.5，GM107可以支持CUDA 5.0通用运算库。在GK110/GK208上现身的动态并发以及HyperQ，基于Maxwell架构的显示核心会全面支持。Maxwell架构为32位整数的原子操作提供原生共享存储器，支持32位和64位的数据比较和交换（compare-and-swap，CAS），可实现其它形式的原子操作功能。

API

Maxwell架构全面支持DirectX 12。

继任架构

接替‘Maxwell’显示核心架构的，是NVIDIA于2013年3月宣布的代号‘Volta’的显示核心架构。2014年，这个构想的架构被定名为‘Pascal’ ‘Pascal’将实现片上堆栈式动态随机存取存储器（DRAM），或称‘片上显示存储器’，统一存储器架构以及NVLink。

桌面型平台

首款基于Maxwell架构的显示核心是GM107，但它却被划入GeForce 700系列，是为GeForce GTX 750和GTX 750 Ti，均使用28奈米制程，它们均于2014年2月18日发布。GeForce GTX 750和GTX 750 Ti的TDP分别仅为55瓦和60瓦，这样使得它们都能直接从PCIe插槽中获取足够的电能而无需辅助供电通信端口。第二款基于Maxwell架构的显示核心GM204被划入GeForce 900系列，是为GeForce GTX 970和GTX 980，它们均于2014年9月19日发布。

移动平台

GeForce 800M的首发产品是GeForce 820M - 使用‘Fermi’显示核心架构的GF117显示核心，仅支持PCI-E 2.0，但支持DirectX 11.2、OpenGL 4.4、OpenCL 1.1、FXAA以及Optimus双显示核心切换，搭载DDR3显示存储器。其后发布的GeForce 830M、840M使用规格较低，但基于Maxwell架构的GM108显示核心。GeForce GTX 850M以及GTX 860M后来推出的批量，采用GM107显示核心。GeForce GTX 860M早期版本、870M以及880M均使用GK104核心，但各型号的核心配置不一。