UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
MAKALAH SOFTSKILL
INTERAKSI MANUSIA DAN KOMPUTER
ARSITEKTUR
GPU KEPLER & NVIDIA GeForce GTX TITAN
Nama : Hasan Wijaya Silalahi
Kelas : 2KB01
Npm : 23112350
Dosen : Mohammad Iqbal,Skom,MMSI
|
Universitas Gunadarma
2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa.
Sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Makalah ini disusun
dengan jelas, mudah di pahami dengan dilengkapi gambar, manfaat yang saya
dapatkan dari pembuatan makalah ini yang pasti saya dapat menambah wawasan saya
dan men share nya kepada orang-orang yang awam mengenai vga card ( GPU ).
Mudah-mudahan apa yang telah saya buat ini bisa bermanfaat banyak untuk
oranglain. Jika ada kata-kata yang salah mohon dimaklumi. Saya sebagai
mahasiswa masih banyak kekurangan.
Depok, 10 April 2014
Hasan Wijaya
Silalahi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR....................................................................................................... i
DAFTAR ISI..................................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang...................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah.................................................................................................. 1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sejarah GPU KEPLER.......................................................................................... 2
2.2 Performas GPU KEPLER...................................................................................... 4
2.2.1 NVIDIA GeForce GTX TITAN.................................................................... 6
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan............................................................................................................ 11
3.2 Saran..................................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................ 13
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Spesifikasi GPU KEPLER................................................................................. 3
Gambar 2.
Tabel
Perbandingan GPU KEPLER & GPU MAXWELL................................. 5
Gambar 3. Road map NVIDIA GPU................................................................................. 6
Gambar 4. NVIDIA GeForce GTX
TITAN ..................................................................... 6
Gambar 5. Port
Output yang sama dengan GTX 680.......................................................... 7
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Ada singkatan yang bernama VGA (Video Graphics Adapter). Ya, bagi sebagian
orang setiap mendengar kata ini pasti yang pertama muncul di pikirannya adalah
Game (Pasti), 3D, Desain Graphics. Sebenarnya apa yang dipikirkan kebanyakan
orang tersebut ada benar nya, dan kebanyakan yang orang membeli VGA hanya untuk
memuaskan dirinya bermain game tanpa macet atau dalam bahasa gaulnya nge-lag,
atau untuk mendesain 3D, baik itu desain rumah, maupun membuat animasi 3D. Dari masing masing VGA yang diperjual-belikan dipasaran saat ini memiliki
fungsi yang berbeda-beda pula, sesuai dengan kebutuhan konsumen baik itu untuk
bermain game atau semacamnya. Ada 2 vendor yang selama ini masih bersaing dalam
memperebutkan tahtanya graphics cards yakni ATI yang saat ini sudah menjadi AMD
dan NVIDIA, dimakalah saya ini akan menjelaskan kubu hijau yakni NVIDIA. Dan
saya juga tidak membahas nya secara detail melainkan saya hanya membahas
mengenai GPU KEPLER yang di tanamkan Nvidia pada vga cards nya.
VGA sendiri memiliki pengertian yakni, standar
tampilan sebuah standar tampilan
computer analog yang dipasarkan pertama kali oleh IBM
pada tahun 1987. Fungsi
dari VGA adalah untuk menerjemahkan/mengubah sinyal
digital dari komputer menjadi tampilan grafis pada layar monitor. Kartu VGA
(Video Graphic Adapter) berguna untuk menerjemahkan output (keluaran) komputer
ke monitor.
1.2 Rumusan Masalah
1. Sejarah
GPU KEPLER
2. Performa
GPU KEPLER
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sejarah GPU(Graphics Processing Unit) KEPLER
Mari kita mundur beberapa tahun kebelakang, tepat nya pada
event GTC (Gpu
Techonology Conference) pada tahun 2010 ,
NVIDIA mengumumkan beberapa produk-produk yang sedang dalam tahap pengembangan.
Tidak tanggung-tanggung, NVIDIA langsung memberikan preview singkat produk GPU
hingga beberapa tahun ke depan. Produk-produk yang diumumkan memiliki kode nama
Kepler dan Maxwell. Pada makalah ini saya hanya akan membahas mengenai GPU
KEPLER nya saja.
Kepler dan Maxwell merupakan penerus dari Fermi,
arsitektur GPU yang sedang digunakan oleh NVIDIA pada tahun 2009 - 2011. Kedua
produk tersebut digadang-gadang memiliki performa yang jauh melebihi dari
Fermi.
Performa yang dimaksud di atas adalah peningkatan
performa ditinjau dari kemampuan Double Precision-nya. Untuk mudahnya, ini
adalah kemampuannya untuk memproses aplikasi CUDA atau komputasi paralel dengan
GPGPU. GPGPU adalah teknik menggunakan GPU untuk mengerjakan pekerjaan
perhitungan, bukan untuk kebutuhan grafis.
Kepler diharapkan akan memiliki performa Double Precision
(DP) 3-4x lipat dibandingkan Fermi. Sedangkan Maxwell akan hadir menjadi GPU
terkuat dalam roadmap tersebut dengan perfoma DP yang mencapai 3-4x lipat
Kepler.
Setelah mengatakan bahwa NVIDIA mengumumkan 2 GPU andalan
nya (Kepler dan Maxwell). 2 Tahun lalu, tepatnya pada bulan maret 2012, NVIDIA
hadirkan arsitektur 28nm berbasis Kepler dengan merilis GPU unggulan mereka
NVIDIA Kepler GK104 dan GK110. Dalam Tahun tersebut tak ada yang meragukan
bahwa gpu kepler tersebut adalah sebuah GPU paling bertenaga hingga saat itu.
Kaum Enthusiast yang
mengikuti perkembangan Kepler menunjukan kode GK104 adalah indikasi bahwa GPU
ini masuk pada kategori mainstream dan bukan produk unggulan. Muncul spekulasi
akan hadirnya GPU yang lebih bertenaga, belum terungkap GK100/GK110 yang akan memiliki
kekuatan Kepler yang sebenarnya. Rumor spesifikasi dan kemampuannya yang telah
banyak terdengar dan sinopsis untuk Konfrensi NVIDIA Graphics Technology 2012
mengindikasikan GPU terbaru ini akan memiliki 7,1 milyar transistor di
dalamnya.
~
Gambar 1. GPU bebasis Kepler dengan 7,1 milyar transistor terlihat pada Maret
2012 ~
Pada bulan Mei tahun 2012, di GTC 2012, NVIDIA mengunkap
kehadiran GPU GK110. Tapi sementara detilnya belum tersedia pada waktu itu,
yang jelas: GK110 hadir untuk Tesla K20, sebuah kartu grafis kelas enterprise
yang dihargai sekitar US$3000. Dan dengan itu, mimpi hadirnya kartu grafis
GeForce dengan GK110 musnah.
Nvidia GTX
680 ini menggunakan chipset GK104. Untuk chip dari GTX 680 yaitu chip GK104
terdiri dari 4 buah blok GPC dengan 2 blok Streaming Multiprocessor di
dalamnya. Kalo pada teknologi Fermi untuk istilah Streaming
Multiprocessor dinamakan SM, namun untuk generasi teknologi Kepler ini
dinamakan dengan SMX. SMX ini diklaim memiliki kemampuan atau watt dua kali
lipat lebih baik dibanding SM yang merupakan Streaming Multyprocessor
sebelumnya.
Pada chip GPU GF110 (Fermi), di setiap blok
Streaming Multiprocessor terdapat 32 CUDA Cores. Sedangkan pada chip GPU GK104,
terdapat 192 CUDA Cores di setiap blok Streaming Multiprocessor (enam kali
lipat lebih banyak dibandingkan chip GPU GF110). Dengan jumlah blok SMX
sebanyak delapan buah, chip GPU GK104 memiliki CUDA Cores sebanyak 1536 buah.
2.2 Performa GPU KEPLER
Performa
GPU ini tidak perlu dipertanyakan lagi, yang jelas gpu ini jauh lebih cepat dan
lebih efisien dari pada pendahulunya yakni Fermi. Nah, yang jadi pertanyaan
banyak orang adalah bagai mana perbandingan GPU KEPLER dengan penerusnya ?
dengan kata lain GPU MAXWELL. Jika anda gamers, atau anda suka bermain dengan
aplikasi pengolah grafis yg berat seperti Blender, AutoCad, Photoshop, dll maka
anda tidak pernah menganal kata puas dengan performa Gpu.
Sebelum kita membahas perbandingan dua bersaudara ini
alangkah baiknya kita mengenal si Maxwell ini terlenih dahulu. Setuju ? Relevan
dengan yang saya katakan diatas bahwa NVIDIA akan memperkenalkan arsitektur GPU
terbarunya yakni MAXWELL. Arsitektur gpu
baru ini diperkenalkan mulai dari seri mainstream dengan dirilisnya keluarga
GTX700an, berbasis GPU GM107
didesain khusus untuk platform dengan konsumsi daya rendah seperti notebook dan
komputer form factor ringkas atau kecil. Hal yang paling luar biasa dari
Maxwell adalah peningkatan efisiensi konsumsi daya signifikan, hampir 2x lipat
lebih efisien dari Kepler. Faktor ini juga yang menjadi alasan Maxwell akan
menjadi arsitektur NVIDIA di masa depan.
Maxwell memperkenalkan desain baru
untuk Streaming Multiprocessor (SM) yang berdampak pada semakin efisiennya
konsumsi daya. Meskipun Kepler dengan desain SMX-nya sudah memperlihatkan
efisiensi daya yang cukup signifikan, namun kehadiran Maxwell merupakan wujud
yang lebih nyata dengan peningkatan pada control logic partitioning, workload
balancing, clock-gating granularity, instruction scheduling, number of
instructions issued per clock cycle, dan berbagai peningkatan lainnya
menjadikan efisiensi SM Maxwell memiliki peningkatan efisiensi yang cukup jauh
dibandingkan SMX dari Kepler.
Arsitektur Maxwell SM memungkinkan
peningkatan jumlah SM menjadi 5 SM pada GM107 dibandingkan hanya 2 pada GK107,
dengan hanya terjadi peningkatan 25% pada area die GPU.
Maxwell juga secara dramatis
memperbesar ukuran desain L2 cache, 2048KB untuk GM107 berbanding 256KB pada
GK107. Dengan lebih banyak cache teralokasi pada chip, lebih sedikit peranan
DRAM pada grafik card yang dibutuhkan, dan memperkecil kebutuhan daya sekaligus
meningkatkan kinerja.
Sebagai tambahan dari hal hal
diatas, engineer NVIDIA secara agresif melakukan implementasi tuning pada tiap
unit Maxwell GPU hingga pada level transistor untuk lebih memaksimalkan
efisiensi daya. Sebagai hasil akhir dari berbagai perubahan yang dilakukan ini,
Maxwell mampu menghadirkan 2x lipat performance/watt dibandingkan Kepler,
dengan manufaktur yang sama yaitu 28nm.
.png)
~ Gambar 2. Tabel
Perbandingan GPU KEPLER & GPU MAXWELL ~
.jpg)
~
Gambar 3. Road map NVIDIA GPU ~
Setelah
membahas perbandingan kedua bersaudara tersebut. Sekarang mari kita focus ke
topic utama makalah ini yakni GPU KEPLER.
Dalam penjelasan gpu ini saya menggunakan sebuah contoh, yakni NVIDIA
GeForce GTX Titan.
2.2.1 NVIDIA GeForceGTX TITAN
.png)
~
Gambar 4. NVIDIA GeForce GTX TITAN ~
Nama GTX Titan
diambil dari superkomputer TITAN pada Oak Ridge National Laboratory yang
berlokasia di Tennessee, Amerika Serikat, yang mana pada November 2012 lalu
dinobatkan sebagai superkomputer tercepat di dunia. Seperti ditemukannya 18.668
GPU Accelerator Tesla K20X di dalam superkomputer TITAN, setiap GTX Titan yang
mengusung GPU GK110, dibekali dengan 2688 CUDA core dan 7,1 milyar trasnsistor,
menjadikannya GPU paling bertenaga yang pernah dibuat.
Sebagai gambaran, CUDA corenya 75%
lebih banyak dari GTX 680 dan jumlah transistor dua kali lebih banyak. Faktanya
GTX Titan memiliki jumlah transistor sedikit lebih banyak dibandingkan GTX 690
yang dibekali GPU ganda!
Kecepatan core clock pada Titan di
set pada 836MHz dengan menggunakan teknologi GPU Boost 2.0, kecepatan boost
core clock mencapai 876 MHz.
Untuk Anda yang mengeluhkan
kurangnya memori pada GTX 680, Titan juga mengusung bandwidth memori yang 50%
lebih besar dari GTX 680 dengan antarmuka memori 384-bit, dan memperbesar
jumlah menjadi 6 GB VRAM dengan kecepatan 6008 MHz GDDR5. Memori grafis yang
besar berguna di beberapa situasi seperti bermain game 3D dengan seting detil
tertinggi dan saat berjalan pada konfigurasi SLI.
Kartu grafis referensinya sendiri
memiliki panjang 266 mm, yang menempatkannya diantara GTX 680 yang lebih pendek
(255 mm) dan GTX 690 yang lebih panjang (280 mm). Seperti GTX 680, Titan akan
dibekali dengan output dua port DVI, satu port HDMI dan satu port DisplayPort.
.jpg)
~ Gambar 5. Port Output yang sama
dengan GTX 680 ~
Jika anda soerang gamers atau anda sering melihat
berita2 komputer (khusus nya vga card) pastinya anda akan menemukan beberapa
merk terkenal seperti eVGA, Asus, Gigabyte, MSI, dll. Kita ambil satu contoh
seri kepler yaitu gtx 680. Nah produsen2 yang saya sebutkan diatas menjual merk
vga yang sama tetapi mereka melakukan costumisasi pada vga tersebut misalkan
dengan menggunakan pendingin tersendiri.
Sehingga seri gtx680 hadir di pasaran dengan berbagai jenis cooler.
Pada gtx titan kasus nya berbeda
pula, dikarenakan
kompleksitas dari GPU GK110, NVIDIA tidak akan memperbolehkan partner mereka
untuk mengkostumisasi atau mengubah versi referensi kartu grafis ini, seperti
yang dilakukannya pada NVIDIA GeForce GTX 690. Maka anda akan menjumpai hanya 1
Tipe Gtx Titan yang beredar di pasaran.
Untungnya, NVIDIA telah membekalinya
dengan pendingin terbaik yang dibekali dengan vapor chamber tembaga performa
tinggi. Vapor chamber membuang panas GPU menggunakan proses evaporasi, sama
seperti pada penggunaan heatpipe, tapi menurut NVIDIA, ini lebih efektif.
Panas dari vapor chamber dihilangkan
oleh heatsink aluminium dua slot serta sirip heatsink di atas vapor chamber
untuk meningkatkan area pendinginan. NVIDIA juga mempergunakan material
antarmuka thermal yang baru dari perusahaan Shin-Etsu yang diharapkan
menghadirkan performa dua kali lebih baik yang digunakan pada GTX 680.
Terakhir, Titan juga dibekali dengan back plate yang menghadirkan suhu yang
lebih dingin pada PCB dan sebuah kipas untuk membuang panas.
Seperti GTX 680, peredam suara
digunakan pada kipas untuk meminimalisasi suara. Semua ini penting karena GTX
Titan akan menjadi kartu grafis pertama yang menggunakan teknologi terbaru
NVIDIA, GPU Boost 2.0 yang mana memanfaatkan daya panas berlebih untuk
menseting kecepatan clock secara dinamis seperti pada GPU Boost pertama,
sekarang menggunakan pengukuran suhu.
Diatas saya menyinggung GPU Boost 2.0, nah setelah resmi dirilis bersama GeForce GTX 680,
Teknologi NVIDIA GPU Boost didesain untuk mengatur kecepatan core clock secara
dinamis dengan memanfaatkan daya yang dimilik untuk meningkatkan performa. GPU
Boost 2.0 pada Titan bekerja dengan cara yang sama, tapi menggunakan suhu
sebagai ambang batasannya. Fitur ini tetap mempertimbangkan tenaga yang mampu
di keluarkan kartu grafis, tetapi hal ini9 akan menajdi batas kedua dan bukan
lagi faktor utama.
Sama seperti GPU Boost yang asli,
GPU Boost 2.0 akan secara otomatis meningkatkan kecepatan core clock Titan
selama suhu kerjanya masih memungkinka –secara default di set pada 80 derajat ontrol(tapi
dapat ditingkatkan lebih tinggi). GPU Titan akan terus memonitor suhunya,
menyesuaikan kecepatan core clock dan voltase secara instan untuk menjaga
target suhunya.
Ide perubahan ini didukung fakta
bahwa GPU sebenarnya dapat bekerja dengan aman saat mengeluarkan tenaga lebih
asalkan suhu tetap terjaga. Tentu saja, ada batas tertinggi untuk keduanya dan
juga selama tidak melebih batas aman, konsumen hadir untuk mendapatkan lebih.
Tak seperti GPU Boost pertama,
sekarang NVIDIA mengizingkan penggunanya untuk mengubah ontro GPU Boost. Dengan
demikian, gamer yang nyaman dengan suhu tinggi akan bisa meningkatkan ambang
batas suhu GPU untuk kecepatan clock yang lebih tinggi. Tentu saja, ontrolre
yang lebih tinggi akan meningkatkan kebisingan kipas. Karena kebisingan kipas
menjadi masalah untuk banyak penggunanya, driver terbaru NVIDIA yang akan hadir
untuk Titan akan memungkinkan Anda untuk mengkontrol batas ontrolre yang
diinginkan dengan mengkombinasikan level kebisingan kipas. (mengatur suhu
kerja,yang mana akan membatasi profile perfoma boost).
Lagi pula, karena perubahan ontrol
cara kerja GPU Boost dan untuk siapa Titan didesain, seting target power pada ontrol
panel tidak sesuai kemampuan board (seperti 170 watt pada GTX 680), tapi saat
ini bergantung daya maksimal yang dihasilkan kartu grafis (250 watt pada seting
100%).
Penggemar pendingin cair seharusnya
bahagia mendengar berita ini, karena GPU Boost terlihat memiliki sinergi yang
baik dengan suhu kerja rendah dari kartu grafis berpendingin cair. Dan itu
artinya akan membuat tangan Anda kotor untuk membuat sendiri water block untuk
GPU ini, tapi keuntungan untuk beberapa pengguna bisa beragam.
Terdapat informasi penting lainnya
adalah GPU Boost 2.0 sekarang hadir dengan ontrol Over-Voltage, yang
memungkinkan Anda mendorong untuk mendapatkan boost clock yang lebih tinggi dan
artinya meningkatkan voltase GPU. Yang terakhi berkaitan langsung dengan suhu
kerja GPU, sekarang dapat langsung Anda ontrol. Tentu saja, untuk terhindar
dari kerusakan pada GPU, perubahan voltase tetap dibatasi pada rentang yang
aman. Meski, dukungan Over Voltage menjadi opsi tambahan untuk vendor dan
mereka dapat menon-aktifkannya di BIOS kartu grafis. Dengan demikian, perlu
diketahui vendor mana yang akan mendukung fitur ini.
“
Untuk saat ini, GPU Boost 2.0 khusus untuk GTX Titan.”
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah di atas adalah bahwa VGA
adalah hardware yang sangat penting sekali bagi PC, dimana Kartu grafis yang
dikenal juga sebagai kartu video adalah bagiandari perangkat keras yang
diinstal dalam komputer yang bertanggung jawab untuk rendering gambar pada
monitor komputer atau layar tampilan.
Sebagai
permintaan untuk kinerja tinggi di banyak bidang ilmu pengetahuan, kedokteran,
teknik, dan keuangan, NVIDIA terus berinovasi dan memenuhi permintaan itu
dengan arsitektur komputasi GPU sangat kuat.
Kartu
Grafis ada sangat banyak varietas baik barangnya maupun harganya, VGA-VGA
high definition atau di sebut juga dengan HD biasanya harganya relative sangat
mahal, dan memiliki fitur-fitur yag beragam pula.
“The Fastest, Most Efficient HPC Architecture Ever
Built “ itulah
slogan saat NVIDIA mengumumkan arsitektur terbarunya. GPU Kepler menawarkan
kekuatan pemprosean yang jauh lebih tinggi dari generasi ke generasi.
Kepler
GK110 dirancang dari bawah ke atas untuk memaksimalkan kinerja komputasi dan melalui
menempatkan komputasi dengan efisiensi daya yang luar biasa. Arsitektur
memiliki banyak inovasi baru seperti SMX, Dinamis Paralelisme, dan Hyper-Q yang
membuat komputasi hibrida secara dramatis lebih cepat, lebih mudah program, dan
berlaku untuk satu set aplikasi yang lebih luas. Kepler GK110 GPU akan
digunakan dalam berbagai sistem mulai dari workstation untuk superkomputer
untuk alamat yang paling menakutkan tantangan dalam HPC.
3.2 Saran
Penulis mengetahui bahwa makalah ini masing jauh
dari kata sempurna dan masih banyak yang perlu di tingkatkan lagi, muali dari
penjelasan tiap2 judul dan lain-lain. Oleh sebab itu pengembangan - pengembangan
masih perlu di ditingkatkan lagi, saya mengharapkan masukan - masukan yang
berguna.
Penulis banyak berharap para
pembaca yang budiman memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis
demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di kesempatan-kesempatan
berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para
pembaca yang budiman pada umumnya.
DAFTAR PUSTAKA
