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GPU의 성능을
향상시키기 위해서는 더 많은 파이프라인을 구성시키는 쉬운 방법이 있다. 하지만 이 방법은 그만큼의 트랜지스터를 더 많이
적용시켜야되지만 GPU 아키텍쳐 자체를 더 높은 효율을 적용하는 방식으로 새롭게 설계하거나 개선하면 물리적인 트랜지스터 갯수의
증가를 최소화하면서 성능향상을 이룰수가 있다.
따라서 지금까지 하기
때문에 그동안의 GPU 개발사들은 GPU의 내부의 파이프라인을 증가시키는것과 함께 내부의 아키텍쳐를 새롭게 설계하거나 기존
아키텍쳐를 더욱 개선시켜서 신제품들을 출시하여왔는데 이번 G70 GPU도 내부의 파이프라인을 증가시키는것과 동시에 기존 세대의
아키텍쳐를 더욱 개선시켜서 등장시켰다.
nVIDIA가 주장한
4가지 특징중 Shader Arithmetic Density과 High
Dynamic Range가 기존 아키텍쳐를 더욱 개선시킨 부분에 해당되는 것으로 G70은 최근의 3D 게임이나 앞으로 등장할
게임들이 더욱 많이 사용할 Shader 연산능력이 더욱 개선되었다.
Vertex
Pipeline 구조는 그대로, MADD 인스트럭션 가속 지원
[좌측이 G70의
Vertex Pipeline, 우측이 NV40의 Vertex Pipeline]
G70의 Vertex
Pipeline의 지오메트리 성능은 Array방식이던 기존 NV3x를 뛰어넘어 경쟁사의 R4xx 급과 비슷한 수준으로 만들어졌다.
그리고 실제 테스트에서도 이와 같은 결과를 보여주었는데 G70 GPU의 Vertex 파이프라인 구조는 이러한 NV40 GPU의
그것과 동일한 구조를 가지고 있는 것으로 나타났다 하지만 이번 G70 GPU의 개발 방향이 기존 NV40의 최적화라는 부분으로
설정되어 있는 만큼 파이프라인 내부의 유닛은 기존보다 더 진보한 방식으로 만들어졌다.
이것은 Shader
인스트럭션중 가장 흔하게 사용되는 multiply(곱셈)와
accumulate(덧셈)으로 이루어진
MADD (multiply-add) 인스트럭션을 기존보다 더욱 빠르게
처리하도록 만든 것으로 FP32 Vector Unit에서 한 사이클에 MADD 연산을 처리하도록 만들었다. 기존 NV40은
지원하지 못하는 기능이기에 MADD 연산이 필요한 최근의 Shader 연산들에서 기존보다 더욱 빠른 성능을 보여줄수 있다고
설명하고 있다.
그리고 FP32 Scalar Unit도 기존 NV40의 FP32 Scalar
Unit을 개선하여 30%정도의 성능향상을 가져오게 만들었다고 한다.
더욱 빨라진
Triangle Setup
 Vertex
파이프라인을 통해 만들어진 삼각형들은 Triangle Setup 과정을 통해
랜더링이 가능한 픽셀로 만들어지게 된다.
nVIDIA에서는 이 부분의 처리 속도를 더욱 빠르게 만든것인데 삼각형이
픽셀화 되는 과정인 Rasterization과정은 하나의 삼각형을 픽셀화시키기위해 수만을 Raster라인으로 구분지어 반복적인
작업을 진행하게 된다.
좌측의 이미지가
삼각형이 Raster화 되는 과정을 설명한것인데 이러한 반복적인 작업을 더욱 빠르게 처리함으로써 전체적인 성능을 향상시킬수 있다고
한다.
nVIDIA에서는
NV40에 비해 30%정도의 성능향상이 있다고 설명하고 있다.
Pixel
Pipeline 구조도 동일, MADD연산의 추가
Vertex
파이프라인의 구조가 기존 NV40과 동일하였듯이 Pixel 파이프라인의 구조도 NV40의 픽셀 파이프라인과 동일하다. 위의 사진이
G70의 픽셀 파이프라인 구조와 각 유닛의 성능을 설명한 이미지인데 기존 NV40처럼 두 개의 FP32 Shader 유닛을 가지고
있어 때에따라 두 개의 FP32 Shader 유닛이 병렬로 동작할 수도 있다.
하지만 이런부분은 이미
NV40에서 제공하던 기능이기에 G70이 Shader 연산 부분에 대한 개선이 있다고 설명하기에는 좀 부족한데 Vertex
파이프라인의 FP32 Vector 유닛이 MADD 인스터럭션 처리할 수 있는것과 같이 Pixel 파이프라인의 FP32 Shader
유닛도 MADD 인스트럭션을 처리할 수 있게 되어 있다.
[4개의 MADD
연산(상)과 4개의 MADD + 4개의 MUL 연산(하)을 처리할 수 있는 능력의 비교]
더군다나 하나의
Shader 유닛에서 4개의 MADD 연산을 처리할 수 있도록 만들었기에 두 개의 Shader 유닛으로 최대 8개의 MADD
연산을 처리할 수가 있다. NV40은 두 개의 Shader 유닛을 통해 4개의 MADD 연산과 4개의 MUL 연산을 처리할 수
있다.
이처럼 nVIDIA의
G70은 세부적인 내부구조는 기존과 다를 것이 없지만 Shader 연산부분의 성능을 개선하기 위해 3D 연산에서 가장 흔하게
사용되고 있고 많이 사용되고 있는 MADD 연산의 처리를 더욱 빠르게 처리하도록 만들어 전체적인 성능향상을 가져오게 만들었기에
성능부분에서는 기존 NV40보다 높은 성능을 제공해야 한다.
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Vertex
파이프라인을 통해 만들어진 삼각형들은 Triangle Setup 과정을 통해 
